Geri Dön

Design and development of an SSVEP based low cost, wearable, and wireless BCI system

DHGUP bazlı ucuz ve giyilebilir bir telsiz BBA sisteminin tasarım ve geliştirilmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 568537
  2. Yazar: ABDUL WAHEED
  3. Danışmanlar: PROF. DR. YUSUF ZİYA İDER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 117

Özet

Performanstan ödün vermeden ucuz ve giyilebilir bir beyin-bilgisayar arayüzü (BBA) sisteminin tasarımı ve geliştirilmesi zorlayıcı bir araştırma konusu olmuştur. Bu tezde, ucuz ve giyilebilir olan, büyük oranda hatasız hedef belirlemesi yapabilen, ve kabul edilebilir Enformasyon Transfer Hızına (ETH) sahip olan, Durağan Hal Görsel Uyarılmış Potansiyel (DHGUP) bazlı bir BBA sisteminin tasarım ve uygulaması sunulmaktadır. Bu system bataryadan beslemeli ve telsiz olduğundan özneye tam izolasyon sağlamaktadır. Tüm BBA sistemleri gibi 5 kısım olarak tasarlanmış ve uygulanmıştır: (i) Frekans Modülasyonlu Görsel Uyarılmış Potansiyel (FMGUP) ve Kod Modülasyonlu Görsel Uyarılmış Potansiyel (KMGUP) uyartımlarını sağlayan mikrokontrolör bazlı uyarıcı, (ii) Elektroansefalogram (EEG) sinyallerini O1, O2, ve Oz kafa pozisyonlarından kaydetmeye yarayan kuru aktif elektrotlar, (iii) EEG sinyallerini yükselten, sayısala çeviren ve telsiz haberleşmeye gönderen 4-kanallı yüksek örnekleme hızlı veri toplama sistemi, (iv) Bilgisayar/laptop tarafında Matlab kullanan, ham veriyi işleyen ve sonuçları gösteren Veri İşleme Ünitesi (VİÜ), (v) VİÜ dışında tüm bileşenleri taşıyan ve 3D yazıcı teknolojisiyle ile geliştirilmiş olan kafalık. Önerilen sistemin ilk prototipi 331 ABD doları altında bir komponent maliyetiyle üretilmiş ve 6 denekde FMGUP ve KMGUP modalitelerinin her ikisi için de denenmiştir. FMGUP modalitesinde, 1.04 saniyelik kayıtlardan anında yapılan hedef tespitlerinde, ortalama“canlı doğruluk”yüzde 92,1 ve ortalama“canlı ETH (Enformasyon Transfer Hızı)”65.5 bit/dakika olmuştur. Peşpeşe 5 hedef tespiti sonucunda bir mesaj çıkarma yapıldığında ortalama“mesaj doğruluğu”yüzde 98.8 ve ortalama“mesaj ETH”değeri 17.2 bit/dakika olarak ölçülmüştür. KMGUP modalitesinde ise“canlı doğruluk”yüzde 70.1 ve“canlı ETH”23.5 bit/dakika olurken,“mesaj doğruluğu”yüzde 90.7 ve“mesaj ETH”değeri 12.4 bit/dakika olmuştur.

Özet (Çeviri)

It has become a challenging research topic to design and develop cheap and wearable brain-computer interface (BCI) systems but not compromising the performance. In this thesis, the design and development of a steady state visually evoked potential (SSVEP) based BCI system has been presented which is a low cost and wearable BCI system and gives highly accurate target identifications with good information transfer rate (ITR). It is a battery powered and wireless BCI system hence ensures the complete isolation to the subject. Like all the BCI systems, it is designed and implemented in five major parts: (i) stimulator which is a microcontroller based circuit and provides the frequency modulated visually evoked potential (f-VEP) and code-modulated visually evoked potential (c-VEP) stimulations (ii) dry active electrodes which capture the electroencephalography(EEG) signals from the O1, O2, and Oz head positions (iii) high sampling rate, 4-channel EEG data acquisition hardware which acquires the EEG signals, amplify them, converts them to digital data, and transmits the data using wifi communication (iv) the data processing unit (DPU) which is a MATLAB script to process the raw EEG data and displays the results and (v) the headset which mounts all the components except DPU and is developed using 3D printing technology. The first prototype of the proposed BCI system has been developed in 331 USD and tested for both the f-VEP and c-VEP modalities on six human subjects. For f-VEP modality, it exhibits an average accuracy (live accuracy) of 92.1% and average ITR (live ITR) of 69.5 bits/min on the basis of target identifications done on 1.04 s data recordings. If we extract one message character from five consecutive target identifications, the average accuracy (message accuracy) goes to 98.8% and average ITR (message ITR) to 17.2 bits/min. In case of c-VEP modality, it exhibits live accuracy of 70.1 % and live ITR of 23.5 bits/min while message accuracy of 90.7 % and message ITR of 12.4 bit/min.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    416617

    Design and development of an electronic performance support system for novice instructional designers

    Deneyimsiz öğretim tasarımcıları için bir elektronik performans destek sistemi tasarlanması ve geliştirilmesi

    FERAY UĞUR ERDOĞMUŞ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Eğitim ve ÖğretimOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Eğitimi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KÜRŞAT ÇAĞILTAY

  2. Tez No

    68458

    Design and development of an expert system shell spesific to selection of machines and machine elements

    Makina ve makina elemanlarının seçimi amaçlı bir uzman sistem kabuk geliştirilmesi

    ALP EREN SİNAN ÖZHAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1997

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ABDULKADİR ERDEN

  3. Tez No

    429389

    Üstün yetenekli öğrencilere yazılım geliştirme süreçlerinin öğretilmesine yönelik bir öğretim programının tasarlanması ve geliştirilmesi

    Design and development of an instructional program for teaching programming process to gifted students

    HATİCE DURAK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Eğitim ve ÖğretimGazi Üniversitesi

    Bilgisayar ve Öğretim Teknolojileri Eğitimi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. TOLGA GÜYER

  4. Tez No

    507503

    Uyarlanabilir bir matematik öğrenme platformunun tasarlanması ve geliştirilmesi

    Design and development of an adaptive mathematical learning platform

    TUBA TUNA ŞEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Bilim ve TeknolojiGazi Üniversitesi

    Bilişim Sistemleri Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ÇELEBİ ULUYOL

  5. Tez No

    359684

    İçten yanmalı motorlarda kullanılabilecek bir elektromekanik supap sisteminin tasarımı ve geliştirilmesi

    Design and development of an electromechanical valve system which will be used in internal combustion engines

    NİDA BİRGÜL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKarabük Üniversitesi

    Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. PERİHAN SEKMEN

Geri Dön