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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Desenvolvimento de interface cérebro-computador baseada em potenciais evocados visualmente em regime estacionário
Title Alternative: Development of brain-computer interface based on steady-state visually evoked potentials
Author: Costa, Thiago Bulhões da Silva, 1984-
Advisor: Attux, Romis Ribeiro de Faissol, 1978-
Abstract: Resumo: O presente estudo aborda o desenvolvimento e a sistematização de uma interface cérebro-computador, baseada em potenciais evocados visualmente em regime estacionário, para funcionar acoplada à execução de tarefas. Esse sistema de comunicação, com o uso de sinais provenientes de eletroencefalografia, foi criado para vir a integrar uma versão preliminar de um controlador compartilhado destinado à navegação de uma cadeira de rodas. Em princípio, quando um indivíduo foca o olhar em estímulos visuais periódicos, certos potenciais evocados podem ser detectados entre a atividade natural do cérebro, especialmente na região occipital. Se identificados de forma suficientemente precisa, então, esses potenciais poderiam ser associados aos comandos de acionamento da referida cadeira. Para atingir esse propósito, a interface foi estruturada em cinco módulos: o de estimulação, responsável por gerar e exibir os estímulos visuais repetitivos; o de aquisição, dedicado à captura e ao armazenamento dos dados eletroencefalográficos; o de processamento, que realiza a remoção de artefatos, a extração de características e a formatação das mesmas; o de treinamento, que executa a seleção de atributos e que calcula as projeções de um classificador linear para identificar as manifestações cerebrais relacionados aos estímulos; e, por fim, o de comunicação e controle, que (com o uso do mencionado classificador) detecta os potenciais evocados e, a partir disso, gera e envia um sinal de controle para a aplicação. Além desses módulos, entre estes também foi proposto um protocolo de operação, dividido em etapa de treinamento e etapa de identificação em tempo de execução. Ao longo do desenvolvimento da interface cérebro-computador, o funcionamento dos módulos foi validado com sinais adquiridos de dez voluntários saudáveis e uma versão funcional desse sistema foi testada com três deles, como forma de verificar a factibilidade de integração da interface com o controlador da cadeira de rodas

Abstract: This study addresses the development and systematization of a brain-computer interface, based on steady-state visually evoked potentials, to operate in the context of the enforcement of certain tasks. This communication system, which uses electroencephalographic records, has been created to become part of a preliminary version of a shared controller destined to run an assistive wheelchair. At first, when a person focuses his/her gaze on repetitive visual stimuli, certain evoked potentials can be detected among the natural brain activity, particularly on the occipital region. If they are identified with sufficient precision, then these potentials could be associated with the drive commands of the aforementioned wheelchair. To achieve this purpose, the interface has been structured into five modules: stimulation, responsible for generating and displaying the stimuli; acquisition, dedicated to capturing and storing the electroencephalographic data; processing, which accomplishes artifact removal, the extraction of characteristics and the formatting thereof; training, which performs the feature selection and estimates the projections of a linear classifier in order to identify the brain activities related to the stimuli; and, lastly, communication and control, which (using the previous classifier) detects the evoked potentials and, from there, generates and sends a control signal to the application. In addition to these modules, between them, an operating protocol has also been proposed, divided into training and online identification stages. Along with the brain-computer interface development, the operation of the modules has been validated with acquired signals of ten health volunteers and a functional version of this system has been tested with three of them, in order to verify the feasibility of integrating the interface with the wheelchair controller
Subject: Interfaces cérebro-computador
Potenciais evocados
Eletroencefalografia
Aprendizado de máquina
Reconhecimento de padrões
Editor: [s.n.]
Citation: COSTA, Thiago Bulhões da Silva. Desenvolvimento de interface cérebro-computador baseada em potenciais evocados visualmente em regime estacionário. 2015. 1 recurso online ( 158 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/259836>. Acesso em: 29 ago. 2018.
Date Issue: 2015
Appears in Collections:FEEC - Tese e Dissertação

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