PATRONI ROBOTYKI:
 

WIADOMOŚCI EDUKACYJNE

2009-08-25 14:00

Inteligentne wózki inwalidzkie BSI-Toyota sterowane za pomocą fal mózgowych

BSI-TOYOTA Collaboration Center ogłosiło sukces w kwestii opracowania nowej, jednej z najszybszych na świecie, technologii przetwarzania sygnałów dla urządzeń BMI (brain machine interface).

System ten będzie bardzo przydatny ludziom starszym lub niepełnosprawnym - pozwoli im na sterowanie wózkiem inwalidzkim za pomocą fal mózgowych zamiast komend głosowych.

Użytkownik wózka stosuje specjalne nakrycie głowy, do którego podłączone są elektrody. Urządzenie to odczytuje aktywność mózgu ukierunkowaną na ruch, a następnie przekształca ją w komunikaty sterujące wózkiem.

Pragnienie przemieszczenia się w określonym kierunku powoduje wytworzenie się unikalnego wzoru fal mózgowych. Odczyt fal przekazywany jest następnie do komputera. Odpowiedni program analizuje odczyt i przekształca go w komendy, które bezprzewodowo przekazywane są do modelu wózka. Model zaprojektowano w taki sposób, że skręca lub porusza się do przodu tylko wtedy, kiedy jest to możliwe, co zapobiega zderzaniu się z przeszkodami. Wyposażony jest także w czujniki podczerwieni, co pozwala mu wykrywać inne obiekty.

Nowy system łączy 2 technologie - ślepej separacji sygnału i filtracji przestrzenno-czasowo-częstotliwościowej. Połączenie to pozwala na wykonanie analizy fal mózgowych w czasie 125 ms. Konwencjonalne metody potrzebowały na to kilka sekund.

Ślepa separacja sygnału (BSS) polega na odseparowaniu użytecznych i niepożądanych sygnałów od sygnałów mózgowych, które mogą posłużyć do kierowania wózkiem inwalidzkim. BSS wykorzystuje jedynie nagrane on-line sygnały EEG.

Filtracja przestrzenno-czasowo-częstotliwościowa jest technologią, która wydobywa zależności czaso-przestrzenne i dane dotyczące oscylacji częstotliwości z elektrod EEG, aby rozróżnić charakterystyczne cechy i składniki, które mogą kontrolować ruch wózka.

Rezultaty analizy fal mózgowych wyświetlane są na panelu tak szybko, że osoba jadąca na inteligentnym wózku nie odczuwa żadnych opóźnień. System ma możliwość adaptacji do każdego indywidualnego użytkownika wózka i poprawy wydajności przetwarzania komend wydawanych falami mózgowymi. Czyli de facto wózek inwalidzki "uczy się" swojego użytkownika. Specjaliści BSI-Toyota osiągnęli 95-procentową skuteczność "uczenia się" wózka.

W planach jest zastosowanie tej technologii w szerokim zakresie aplikacji w branży medycznej i w opiece zdrowotnej, a zwłaszcza w rehabilitacji. Badania zakładają wzrost liczby efektywnych komend oraz opracowanie bardziej wydajnych suchych elektrod.

BSI-TOYOTA Collaboration Center powstało w 2007 roku z inicjatywy niezależnej instytucji RIKEN, jako wspólny projekt z korporacją TOYOTA, Toyota Central R&D Labs i Genesis Research Institute. Jednym z inżynierów biorących udział w projekcie jest Polak, Andrzej Cichocki (BTCC, Noninvasive BMI Unit).

Wideo demonstrujące nową technologię (niestety tylko w języku japońskim) jest dostępne na stronie WWW firmy RIKEN.

Zobacz film o inteligentnym wózku inwalidzkim na YouTube

Źródło: http://www.roboticstrends.com; http://www.niepelnosprawni.pl/