Введение 5
Глава 1. Теория создания нейроинтерфеса 7
1.1. Нейроинтерфейс 7
1.2. Методы диагностики мозговой деятельности 8
1.2.1. Томографические методы 9
1.2.2. Магнитоэнцифалография 9
1.2.3. Электромиография 10
1.2.4. Электроэнцифалография 10
1.3. Что такое движение и где оно формируется 11
1.4. Нейронная сеть 15
1.5. Итоги главы 16
Глава 2. Практические методы для реализации нейроинтерфейса 18
2.1. Расположение и подключение электродов 18
2.2. Протокол исследования 20
2.3. Подготовка данных для нейронной сети 21
2.3.1. Преобразование Фурье 21
2.4. Проект нейронной сети 23
2.5 Итоги главы 24
Глава 3. Реализация нейроинтерфейса 25
3.1. Введение в главу 25
3.2. Описание энцефалографа 25
3.3. Запись энцефалограмм 26
3.4. Обработка энцефалограммы 27
3.4.1. Подготовка выборок для нейронной сети 31
3.4.2. Обработка нейронной сетью 33
3.4. Алгоритм работы интерфейса 34
3.5. Итоги главы 38
Заключение 40
Список использованной литературы 41
Развитие общества и его потребностей заставляет человечество двигать прогресс. Аватар является одним из перспективнейших средств, в достижении силовых, либо опасных техногенные задачи. Так же решение задач на подобии герметичных помещений, где очистка помещения является экономически дорогой, либо присутствие человека несет крайне негативное влияние на само производство (Производство электроники). Можно выделить и экспансию человека в дальней космос, посредством отправки Аватаров на дальние звезды, им не требуется питание, кислород, они устойчивы к внешним воздействиям, ими смогут управлять любой человек.
Цель работы создать интерфейс человек-машина, где в роли управляющего органа выступает мозг оператора. Данный тип интерфейсов называется «Мозг-Компьютер» (ИМК, BCI). Один из вариантов применения это управление копией человеческого тела - Аватаром. В основе интерфейса лежит принцип экономической доступности средств, для реализации метода диагностики мозговой деятельности. Его эргономичность, и скорость обработки. Новизна данного интерфейса заключается в подстройки управления интерфейса к мозговой деятельности, в отличие от метода, где мозг подстраивается к интерфейсу. Подход исключает использование ЭМГ для выделения движения.
Актуальность работы можно подтвердить в таких программах как Национальная технологическая инициатива (НТИ) от Агентства стратегических инициатив (АСИ). В направлении «Нейронет» требуется создавать и развивать нейроинтерфейсы для различных областей применений. Такую же актуальность может подтвердить проект «Аватар» от стратегического общественного движения «Россия 2045».
Для проверки работоспособности данного нейроинтерфейса требуется создать виртуального робота (Аватар).
Для реализации нейроинтерфейса, нужно выделить характерные паттерны движений человеческого тела.
Для создания универсального нейроинтерфейса, требуются выборки из людей разного пола, в возрасте от 21, не страдающими хроническими заболеваниями мозга или нервной системы. В данном случае, рассматривается реализация для одного человека, так как требуется доказать возможность реализация ИМК с помощью не инвазивного ЭЭГ.
Создан алгоритм работы интерфейса «Мозг-компьютер» посредством обработки не инвазивной электроэнцефалографии.
Паттерны движения были выделены и записаны в обучающие выборки для нейронной сети.
Для проверки работоспособности был создан виртуальный Аватар реагирующий на результат обработки нейронной сети.
