طراحي يك سيستم BCI بر اساس فعاليت هاي ذهني در سيگنال هاي EEG با استفاده از شبكه هاي عصبي مصنوعي

كارشناسي ارشد

چكيده هرچند در مقايسه با ساير وسايل كنترلي، دستگاه‌هاي مبتني بر ارتباط مغز و رايانه قابليت استفاده پيدا نكرده¬اند، براي كساني كه ازلحاظ حركتي ناتوان هستند، دستگاه‌هاي مبتني بر ارتباط مغز و رايانه مهم‌ترين وسيله¬ي برقراري ارتباط با جهان خارج هست. از اين دستگاه‌ها براي دستور دادن به وسايل كنترلي استفاده مي‌شود. اين وسايل مي¬توانند توانايي¬هاي يك شخص را گسترش دهند. يكي از موضوعاتي كه جديداً با افزايش روزافزون تعداد تصادفات و مشكلات مغزي و نخاعي و همچنين با پيشرفت علم مهندسي پزشكي موردتوجه قرارگرفته است، برقراري ارتباط با مغز از طريق رايانه مي‌باشد. اين موضوع مي¬تواند به افراد ناتوان جسمي كمك كند تا با محيط اطراف خود به‌خوبي ارتباط برقرار كنند.در راستاي كمك به بيماران داراي مشكلات تكلمي و حركتي، ساخت پروتزهاي عصبي و عضلاني و تجهيزات توان‌بخشي روباتيك با قابليت كنترل مستقيم توسط سيگنال‌هاي مغزي در سال‌هاي اخير موردتوجه قرارگرفته است و تحقيقات گسترده‌اي به‌منظور ارتقاء نرم‌افزاري و سخت‌افزاري دستگاه‌ها انجام‌شده است. دستگاه‌هايي كه از طريق سيگنال¬هاي مغزي پلي ميان افراد و محيط بيرون ايجاد مي¬كنند، دستگاه‌هاي مبتني بر BCI ناميده مي¬شوند. اساس كار اين سيستم طبقه¬بندي سيگنال¬هاي مغزي براي دستيابي به برخي خواسته¬ها يا تفكرات فرد مورد آزمايش است. براي اين طبقه¬بندي روش¬هاي گوناگوني بسته به ويژگي¬هاي انتخابي الگوريتم¬هاي كاهش ويژگي و روش¬هاي طبقه¬بندي وجود دارد كه براي دستيابي به بهترين نتيجه در طبقه‌بندي هر مجموعه از داده¬ها بايد اين عامل‌ها را تعيين كرد. در اين تحقيق يك سيستم BCI با استفاده از شبكه‌هاي عصبي مصنوعي پيشنهاد مي¬شود. اين شبكه¬هاي عصبي پيشنهادي با استفاده از الگوريتم¬هاي فراابتكاري مختلف آموزش داده مي¬شود و درنهايت بهترين الگوريتم‌ها در اين تحقيق آورده شده و كارآيي سيستم BCI پيشنهادي موردبحث و بررسي قرار مي¬گيرد. درنهايت با اين سيستم پيشنهادي، براي برخي از فرد مورد مطالعه¬¬ها نظير DS1c نرخ طبقه‌بندي به نزديك به 100 درصد و براي بقيه¬ي فرد مورد مطالعه¬ها به بالاي 90 درصد با حفظ سرعت مطلوب ارتقا پيدا كرد. واژه¬هاي كليدي: طبقه¬بندي، بازشناسي، BCI، EEG، تصورات حركتي، شبكه¬هاي عصبي.

190225

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر سيد محمد رضا موسوي ميركلايي

الكترونيك

دكتر احمد آيت اللهي