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

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.