سكوي مبتني بر تكنولوژي ابر و اينترنت اشيا در حوزه‌ي پردازش سيگنال‌هاي الكتروانسفالوگرافي و كاربردهاي آن

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي كامپيوتر

كارشناسي ارشد

تعامل سيگنال‌هاي مغزي و اينترنت اشيا (IoT) يك حوزه در حال ظهور است. كاربرد سيگنال‌هاي الكتروانسفالوگرافي (EEG) عمدتا به دو دسته تقسيم مي‌شود: 1) تجزيه و تحليل سيگنال جهت تشخيص و 2) رابط‌هاي مغز-كامپيوتر (BCI) كه مي‌توانند دستگاه‌ها را از طريق سيگنال‌هاي مغزي كنترل كنند. برخي از كاربردهاي EEG عبارتند از: تشخيص زودهنگام تشنج، كنترل ويلچر و خانه‌هاي هوشمند. پردازش EEG يك كار پيچيده است كه نياز به تخصص در زمينه‌هايي مانند علوم اعصاب و علوم كامپيوتر دارد. چارچوب‌هايي براي تسهيل پردازش EEG مانند MNE-Python وجود دارد. استفاده از پردازش توزيع شده و موازي در برخورد با داده‌هاي EEG در مقياس بزرگ يا زماني كه نياز به مدل‌هاي مقياس پذير است، بسيار مهم هستند. ما سكو‌هايي مانند Webrain و چارچوب‌هاي مبتني بر ابزارهاي موجود در بحث پردازش كلان داده (Big Data) مانند Spark را بررسي كرده‌ايم تا توانايي‌ و راهكارهاي مطرح شده جهت حل اين چالش‌ها را درك كنيم. بر اساس يافته‌ها، ما يك سكوي مبتني بر فناوري ابري تحت عنوان MindGate را پيشنهاد و پياده‌سازي كرده‌ايم. سكوي پيشنهادي ما ضمن پشتيباني از ويژگي‌هاي اصلي كارهاي قبلي، بر مبناي چهار هدف توسعه داده شده است. اين اهداف شامل: 1) ذخيره‌سازي و پردازش سيگنال‌هاي EEG 2) دسترسي بلادرنگ و برخط ، 3) ارئه‌ي بنچ‌مارك بر مبناي اجزاي خطوط‌لوله و داده‌هاي تجميع شده و 4) شبكه‌ي اجتماعي تخصصي است. پياده‌سازي اين سكو امكان استفاده ازكاربردهاي سيگنال‌هاي EEG و جزييات فرايند تحليل را علاوه بر پژوهشگران براي افراد علاقه‌مند به اين حوزه، فراهم مي‌كند. قابليت توسعه و اشتراك گذاري اجزاي خطوط‌لوله‌ي پردازشي بين كاربران در اين سامانه امكان پذير است. سكوي پيشنهادي امكان استفاده از منابع ابري جهت ذخيره‌سازي و ارزيابي مدل‌هاي هوش‌مصنوعي توسعه داده شده را به‌صورت برخط و جرياني مهيا مي‌كند. با توجه به حساسيت سيگنال‌هاي EEG به تفاوت‌هاي فردي انسان‌ها، در راستاي عموميت بخشيدن به مدل‌هاي هوش‌مصنوعي در مواجهه با اين مشكل ونيز رفع كمبود داده در بحث آموزش مدل‌ها، سكوي پيشنهادي، بنچ‌ماركي از مدل‌ها كه به صورت خودكار و دوره‌اي برحسب داده‌هاي تجميع شده است، ارائه مي‌كند. همچين در راستاي سهولت ارتباط و پيگيري نقطه نظرات پژوهشگران اين حوزه، شبكه‌ي اجتماعي يكپارچه‌ي تخصصي با امكان اشتراك گذاري نتايج حاصل از پردازش‌هاي صورت گرفته در سكو، توسعه داده شده است.

230681

علوم داده

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان