مجله الکامپ پاییز ۱۴۰۳

‫فصلنامـه چندرسـان ‌ای مهندسـی پزشـکی، بـرق و کامپیوتـر‬

‫فصلنامـه چندرسـان ‌ای مهندسـی پزشـکی، بـرق و کامپیوتـر‬

‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ه‬ ‫ـ‬ ‫شـماره 8 | پاییـز 3041 | قیمـت: 001 هزارتومـان‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫صدراه در دو روز‬ ‫رابط مغز و رایانه‬ ‫فوتونیک‬ ‫با نگاهی ویژه به رویداد صدرا 5‬ 

‫محتوای دیجیتال نشریه‬

‫سخن سردبی‬

‫ر‬ ‫سالم به شما همراهان عزیز نشریه الکامپ،‬ ‫نســخه هشــتم نشــریه الکامــپ بــا مجموعــ ‌ای از مطالــب جــذاب و آموزنــده در خدمــت‬ ‫ه‬ ‫شماسـت. در ایـن شـماره، بـه رویـداد صـدرا5 در دانشـگاه آزاد نجـف آبـاد پرداخت ‌ایـم، جایـی‬ ‫ـ‬ ‫هـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫کــه دانشــجویان فرصتــی ب ‌نظیــر بــرای ارتبــاط بــا شــرک ‌های مختلــف و درخواســ ‌های‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫ی‬ ‫کارآم ـوزی و اس ـتخدام داش ـتند. همچنی ـن، مق ـاالت تخصص ـی در زمین ‌ه ـای فوتونی ـک، نان ـو‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫هـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ذرات درمانــی، و رایانــش ابــری و لبــ ‌ای منتشــر کرد ‌ایــم کــه بــه بررســی چال ‌هــا و‬ ‫ش‬ ‫ه‬ ‫ه‬ ‫فرص ‌هــای جدیــد در حوز ‌هــای مهندســی پزشــکی، بــرق و کامپیوتــر م ‌پــردازد. در کنــار‬ ‫ی‬ ‫ه‬ ‫ت‬ ‫ای ـن مطالـب، گزار ‌هایـی از نشسـ ‌های دانشـجویی روز دانشـجو و بازدیده ـای مسـئوالن از‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ت‬ ‫ش ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫نش ـریه الکام ـپ گنجان ـده ش ـده ک ـه فض ـای ه ‌افزای ـی علم ـی و فن ـی را تقوی ـت ک ـرده اس ـت.‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫م ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫امیدواری ـم ای ـن ش ـماره ب ـرای ش ـما مفی ـد و الها ‌بخ ـش باش ـد و همچن ـان در کن ـار ش ـما، ب ـه‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫م ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫توس ـعه علم ـی و حرف ـ ‌ای جامع ـه دانش ـگاهی کم ـک کنی ـم.‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ه‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ریحانه مختاری سردبیر نشریه الکامپ‬ ‫همراهان گرامی،‬ ‫در نس ـخه هش ـتم نش ـریه الکام ـپ ب ـا افتخ ـار ب ـه عن ـوان س ـردبیر، نق ـش خ ـود را در تحلی ـل‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫مقـاالت و مطالـب ایـن شـماره بـه دقـت ایفـا کـرد ‌ام. از انتخـاب عناویـن جـذاب و کاربـردی‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ه‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫بـرای هـر بخـش گرفتـه تـا ارزیابـی محتـوای تخصصـی مقـاالت، تـاش کـرد ‌ام تـا اطالعـات‬ ‫ـ‬ ‫ـ ه ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫مفیـد و بـ ‌روز را در زمین ‌هـای مهندسـی پزشـکی، بـرق و کامپیوتـر بـه شـما ارائـه دهـم. بـه‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫هـ‬ ‫ه‬ ‫ـ‬ ‫وی ـژه در س ـاخت تصاوی ـر مختل ـف، از جمل ـه تصوی ـر جل ـد، ک ـه ب ـا دق ـت و خالقی ـت طراح ـی‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ـ ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ش ـده، س ـعی ک ـرد ‌ام ت ـا محت ـوای نش ـریه را ب ـه بهتری ـن ش ـکل ممک ـن ب ـه نمای ـش بگذاری ـم.‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ه ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫انتخــاب مطالــب و تنظیــم ســاختار نشــریه نیــز بــا هــدف جــذب توجــه و ارائــه اطالعــات‬ ‫کاربــردی و ارزشــمند بــرای دانشــجویان و متخصصــان ایــن حوز ‌هــا انجــام شــده اســت.‬ ‫ه‬ ‫امیـدوارم ایـن نسـخه از نشـریه بـا محتـوای غنـی و بصـری جـذاب، بـه شـما کمـک کنـد تـا‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫در مس ـیر علم ـی و حرف ـ ‌ای خ ـود گا ‌ه ـای مؤث ـری برداری ـد.‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫مـ‬ ‫ـ‬ ‫ه‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫سردبیر هوش مصنوعی نشریه الکامپ‬ 

‫صدراه رد دو روز‬

‫شماره 8 | پاییز3041‬ ‫شماره 8 | پاییز3041‬ ‫رویداد صدرا؛ پلی به سوی اشتغال پایدار برای دانشجویان‬ ‫تیزر رویداد صدرا 5 به خوانندگی هوش مصنوعی،‬ ‫ساخته شده توسط تیم الکامپ‬ ‫نویسنده: ریحانه مختاری‬ ‫دانشجوی کارشناسی مهندسی پزشکی‬ ‫‪AI‬‬ ‫رویـداد صـدرا کـه توسـط دانشـگاه آزاد اسلامی واحـد نج ‌آبـاد برگـزار م ‌شـود، بـا هـدف کاهـش شـکاف‬ ‫ی‬ ‫ف‬ ‫مهارتـی بیـن دانشـجویان و بازار کار، موفق به ایجاد فرص ‌های شـغلی و کارآموزی برای دانشـجویان شـده اسـت. اسـتفاده‬ ‫ت‬ ‫از سـامانه دیجیتـال «جابیسـت» فرآینـد جـذب نیـرو را تسـهیل کـرده و ارتبـاط مسـتقیم بین شـرک ‌ها و دانشـجویان را‬ ‫ت‬ ‫برقـرار کـرده اسـت. رشـد مسـتمر تعـداد شـرک ‌ها و فرص ‌هـای شـغلی در هـر دوره، نشـا ‌دهنده اثربخشـی ایـن رویداد‬ ‫ن‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫اسـت. گسـترش آن بـه سـایر اسـتا ‌ها و تبدیـل بـه یـک مدل ملـی، امیدوارکننـده اسـت و م ‌تواند بـه الگویی برای سـایر‬ ‫ی‬ ‫ن‬ ‫دانشـگا ‌ها تبدیـل شـود. ایـن رویـداد نقـش مهمـی در اشـتغا ‌زایی و مهار ‌آمـوزی دانشـجویان ایفـا م ‌کند و به توسـعه‬ ‫ی‬ ‫ت‬ ‫ل‬ ‫ه‬ ‫اقتصـادی کشـور کمـک م ‌کند.‬ ‫ی‬ ‫دانشـگاه آزاد اسلامی نج ‌آباد با برگزاری‬ ‫ف‬ ‫پنـج دوره موفـق رویـداد صـدرا، توانسـته‬ ‫اسـت ارتباطـی اثربخش میان دانشـجویان‬ ‫و بـازار کار ایجـاد کنـد و بـا فراهـم‬ ‫کـردن فرص ‌هـای شـغلی و کارآمـوزی،‬ ‫ت‬ ‫زمین ‌سـاز اشـتغال پایـدار باشـد.‬ ‫ه‬ ‫آغـاز مسـیری جدیـد در اشـتغا ‌زایی‬ ‫ل‬ ‫5‬ ‫دانشـجویان دانشـگاه آزاد اسلامی واحـد‬ ‫نج ‌آبـاد، بـا درک اهمیـت مهار ‌آمـوزی‬ ‫ت‬ ‫ف‬ ‫دانشـجویان در دوران تحصیـل، اقـدام بـه‬ ‫طراحـی و برگـزاری رویـداد صـدرا کـرد.‬ ‫ایـن رویـداد بـا هـدف کاهش شـکاف میان‬ ‫مهار ‌های دانشـگاهی و نیازهـای بازار کار،‬ ‫ت‬ ‫بسـتری فراهـم کـرده اسـت تا دانشـجویان‬ ‫بتواننـد از نزدیـک بـا فرص ‌هـای شـغلی و‬ ‫ت‬ ‫کارآمـوزی آشـنا شـوند.‬ ‫جزئیات پنج دوره رویداد صدرا‬ ‫رویـداد صـدرا بـرای نخسـتی ‌بار در‬ ‫ن‬ ‫سـال ۷۹۳۱ بـا مشـارکت ۰۴ شـرکت در‬ ‫نج ‌آبـاد آغاز بـه کار کـرد. در دومین دوره‬ ‫ف‬ ‫کـه اسـفندماه ۱۰۴۱ برگـزار شـد، تعـداد‬ ‫شـرک ‌کنندگان بـه ۰۷ شـرکت رسـید و‬ ‫ت‬ ‫سـومین دوره ایـن رویـداد، آبـان ۲۰۴۱ بـا‬ ‫حضور ۵۷ شـرکت برگزار شـد. ایـن رویداد‬ ‫در هـر دوره بـا اسـتقبال گسـترد ‌تری‬ ‫ه‬ ‫مواجه شـد، تـا جایی کـه در دوره پنجم که‬ ‫آبـان ۳۰۴۱ برگـزار شـد، تعـداد شـرک ‌ها‬ ‫ت‬ ‫بـه ۰۰۱ و فرص ‌هـای شـغلی بـه ۰۰۰۱‬ ‫ت‬ ‫موقعیـت افزایـش یافـت.‬ ‫نوآوری در برگزاری با سامانه جابیست‬ ‫یکـی از ویژگ ‌هـای برجسـته سـومین‬ ‫ی‬ ‫دوره رویـداد صـدرا، بهر ‌گیـری از سـامانه‬ ‫ه‬ ‫برخـط «جابیسـت» بـود. ایـن سـامانه‬ ‫بـه شـرک ‌ها امـکان م ‌دهـد نیازهـای‬ ‫ی‬ ‫ت‬ ‫اسـتخدامی خـود را ثبـت کـرده و بـه طـور‬ ‫مسـتقیم با دانشـجویان متقاضـی در ارتباط‬ ‫باشـند. همچنیـن دانشـجویان م ‌تواننـد‬ ‫ی‬ ‫بـا اسـکن کدهـای ‪ QR‬موجـود در‬ ‫غرف ‌هـا، رزومـه خـود را ثبت و درخواسـت‬ ‫ه‬ ‫خـود را بـرای شـرک ‌ها ارسـال کننـد.‬ ‫ت‬ ‫صاد ‌خانی،معاونـت پژوهشـی دانشـگاه‬ ‫ق‬ ‫درباره این سـامانه افزود: جابیسـت بسـتری‬ ‫را فراهـم کـرده اسـت کـه فرآینـد جـذب‬ ‫و اسـتخدام کاملا ب ‌صـورت دیجیتـال و‬ ‫ً ه‬ ‫شـفاف انجـام شـود، و شـرک ‌ها ملـزم بـه‬ ‫ت‬ ‫پاسـ ‌دهی بـه درخواسـ ‌ها هسـتند.‬ ‫ت‬ ‫خ‬ ‫تأثیر ملی و توسعه در سایر استا ‌ها‬ ‫ن‬ ‫پـس از موفقیـت دور ‌هـای ابتدایـی رویداد‬ ‫ه‬ ‫صـدرا، ایـن طـرح ب ‌عنـوان یک مـدل ملی‬ ‫ه‬ ‫پذیرفتـه شـد و اکنـون در دیگـر واحدهـای‬ ‫دانشـگاه آزاد اسلامی نیـز برگزار م ‌شـود.‬ ‫ی‬ ‫از جملـه ایـن مـوارد، برگـزاری نخسـتین‬ ‫رویـداد صـدرا در اسـتان تهـران در آبـان‬ ‫۳۰۴۱ و دومین دوره در آذرماه همان سـال‬ ‫بـود کـه با حضـور د ‌ها شـرکت دان ‌بنیان‬ ‫ش‬ ‫ه‬ ‫و اقتصـادی برگزار شـد.‬ ‫دکتر محمدمهدی طهرانچی، رئیس دانشـگاه‬ ‫آزاد اسلامی، با اشـاره به اهمیت ایـن رویداد‬ ‫گفـت: دانشـگاه آزاد اسلامی توانسـته اسـت‬ ‫انـزوای دانشـجویان از صنعـت را بشـکند و‬ ‫مسـیر اشـتغا ‌زایی را همـوار کند.‬ ‫ل‬ ‫آماری که از موفقیت حکایت دارند‬ ‫رویـداد صـدرا ۵ بـا حضـور بیـش از ۰۰۰۳‬ ‫دانشـجو و امضـای ۰۴ تفاه ‌نامـه همکاری‬ ‫م‬ ‫میـان دانشـگاه و صنعـت، بـه یکـی از‬ ‫بزر ‌تریـن نمایشـگا ‌های اشـتغا ‌زایی‬ ‫ل‬ ‫ه‬ ‫گ‬ ‫کشـور تبدیـل شـد. علیرضـا نقـش، دبیـر‬ ‫اجرایـی ایـن رویـداد، تأکیـد کـرد: افزایش‬ ‫مـداوم تعـداد شـرک ‌ها و فرص ‌هـای‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫شـغلی نشـا ‌دهنده تأثیر مثبت این رویداد‬ ‫ن‬ ‫در ایجـاد ارتبـاط مؤثـر میان دانشـجویان و‬ ‫صنایـع اسـت.‬ ‫سخنرانان و موضوعات مهم صدرا 5‬ ‫در مراسـم افتتاحیـه، مسـعود صرامـی،‬ ‫کارآفریـن موفـق پـروژه سـیتی سـنتر‬ ‫اصفهـان، و حمیدرضـا نظـری، رئیـس‬ ‫مراکـز نـوآوری شـرکت فـوالد مبارکـه،‬ ‫دربـاره اهمیـت مهار ‌آمـوزی، تقویت امید‬ ‫ت‬ ‫بـه آینـده، و مسـیرهای موفقیـت شـغلی‬ ‫سـخنرانی کردنـد. ایـن سـخنران ‌ها علاوه‬ ‫ی‬ ‫بـر ایجـاد انگیـزه، راهکارهـای عملـی برای‬ ‫ورود دانشـجویان بـه بـازار کار و ارتقـاء‬ ‫مهار ‌هـای فـردی ارائـه دادنـد.‬ ‫ت‬ ‫الگویی برای پیوند صنعت و دانشگاه‬ ‫رویـداد صـدرا، بـا هـدف توانمندسـازی‬ ‫دانشـجویان، ارائـه فرص ‌هـای شـغلی و‬ ‫ت‬ ‫کاهـش فاصلـه میـان دانشـگاه و صنعـت،‬ ‫بـه الگویـی موفـق در زمینه اشـتغا ‌زایی و‬ ‫ل‬ ‫توسـعه مهار ‌هـای حرفـ ‌ای تبدیـل شـده‬ ‫ه‬ ‫ت‬ ‫اسـت. امیـد اسـت بـا تـداوم ایـن رویـداد و‬ ‫گسـترش آن بـه سـایر نقاط کشـور، شـاهد‬ ‫اشـتغال پایـدار، افزایش بهـر ‌وری صنایع و‬ ‫ه‬ ‫رشـد اقتصـادی کشـور باشـیم.‬ ‫6‬ 

‫شماره 8 | پاییز3041‬

‫شماره 8 | پاییز3041‬ ‫رویکردی نوین با ‪ BCI‬مبتنی بر ‪SSVEP‬؛‬ ‫نویسنده: دنیا فرقانی‬ ‫دانشجوی کارشناسی مهندسی پزشکی‬ ‫تعامل انسان و ماشین‬ ‫‪AI‬‬ ‫مقالـه بـه بررسـی دو روش نویـن کنتـرل ربا ‌هـا بـا اسـتفاده از رابـط مغـز و رایانـه (‪ )BCI‬مبتنـی بـر پتانسـیل‬ ‫ت‬ ‫برانگیختـه بینایـی بـا وضعیـت پایـدار (‪ )SSVEP‬پرداختـه اسـت. ایـن تحقیـق نشـان م ‌دهـد کـه اسـتفاده از فرکان ‌هـا و‬ ‫س‬ ‫ی‬ ‫فازهـای خـاص در تحریـک بصـری م ‌تواند دقت و سـرعت باالیـی در کنترل بازوهـای رباتیک کمکی فراهم کنـد و همچنین‬ ‫ی‬ ‫هدایـت ویلچرهـای رباتیـک را تسـهیل نمایـد. مزیـت اصلی این سیسـت ‌ها، عـدم نیاز به آمـوزش پیچیده و کاهش خسـتگی‬ ‫م‬ ‫کاربـر اسـت کـه آ ‌هـا را بـرای کاربردهای پزشـکی و روزمـره جذاب م ‌سـازد. با ایـن حال، پژوهشـگران باید مراقـب تداخل‬ ‫ی‬ ‫ن‬ ‫فرکان ‌هـا بـا فعالی ‌هـای مغـزی طبیعـی باشـند کـه م ‌توانـد موجـب بـروز مشـکالتی همچـون تشـنج گـردد. ایـن مقاله‬ ‫ی‬ ‫ت‬ ‫س‬ ‫پیشـرفت مهمـی در زمینـه فناور ‌هـای ‪ BCI‬اسـت و اف ‌هـای جدیـدی بـرای کاربردهـای بالینـی و صنعتی م ‌گشـاید.‬ ‫ی‬ ‫ق‬ ‫ی‬ ‫چکیده:‬ ‫ـن مقال ـه دو روش ـن ـرای ـرل‬ ‫کنتـ‬ ‫نویـ بـ‬ ‫ـ‬ ‫ایـ‬ ‫رب ـات ب ـا اس ـتفاده از راب ـط مغ ـز و رایان ـه‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫)‪ (BCI‬ارائــه م ‌دهــد کــه هــر دو از‬ ‫ی‬ ‫پتانســی ‌های برانگیختــه بینایــی بــا‬ ‫ل‬ ‫حالــت پایــدار )‪ (SSVEP‬بهــره گیرنــد.‬ ‫در روش اول، سیســتمی بــرای کنتــرل‬ ‫دقیــق یــک بــازوی رباتیــک کمکــی، بــا‬ ‫7 درجــه آزادی بــا اســتفاده از ‪ SSVEP‬و‬ ‫تحریـک بصـری متنـاوب بـا فرکانـس و فاز‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫خــاص طراحــی شــده اســت. آزمای ‌هــا‬ ‫ش‬ ‫نشــان داد کــه ‪ BCI‬بــا 61فرمــان کــه‬ ‫ـر ـه‬ ‫ـاز منحصـ بـ‬ ‫ـس و 61فـ‬ ‫ـط 4 فرکانـ‬ ‫توسـ‬ ‫فـرد ایجـاد شـده بـود، بهتریـن عملکـرد را‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ارائـه داده و بـه حداکثـر نـرخ اطالعـات تـا‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫532 بی ـت در دقیق ـه م ‌رس ـد. ای ـن روش‬ ‫ـ ی ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ب ـرای کنت ـرل ربا ‌ه ـای کمک ـی ب ـا دق ـت‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫تـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫و س ـرعت ب ـاال مناس ـب اس ـت.‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫در روش دوم، ‪ BCI‬بــرای هدایــت ویلچــر‬ ‫رباتیـک بـا اسـتفاده از ‪ SSVEP‬و تحریـک‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫بصــری متنــاوب بــا فرکانــس بــاال ارائــه‬ ‫شـده اسـت. آزمایـش روی 51 نفـر نشـان‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫داد کــه 31 نفــر م ‌توانســتند ویلچــر را‬ ‫ی‬ ‫در محیطــی بــا موانــع هدایــت کننــد و‬ ‫ـه‬ ‫س��رعت انتق��ال �ا 5/27 ـت در دقیقـ‬ ‫بیـ‬ ‫تـ‬ ‫ب ـه دس ـت آم ـد. ای ـن روش ب ـرای هدای ـت‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ویلچـر رباتیـک بـا سـهولت و بـدون ایجـاد‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫خســتگی بــرای کاربــر مناســب اســت.‬ ‫نتایــج نشــان م ‌دهــد کــه سیســت ‌های‬ ‫م‬ ‫ی‬ ‫‪ BCI‬مبتن ـی ب ـر ‪ SSVEP‬م ‌توانن ـد ب ـرای‬ ‫ی ـ ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫کنتــرل ربا ‌هــای پیچیــده بــا کارایــی‬ ‫ت‬ ‫بــاال و بــدون خســتگی بینایــی مــورد‬ ‫اســتفاده قــرار گیرنــد.‬ ‫مقدمه:‬ ‫رابــط مغــز و رایانــه )‪ (BCI‬سیســتمی‬ ‫اســت کــه بــه افــراد امــکان م ‌دهــد‬ ‫ی‬ ‫بــدون نیــاز بــه حرکــت عضــات، بــا‬ ‫اســتفاده از ســیگنا ‌های مغــزی خــود‬ ‫ل‬ ‫دســتگا ‌های مختلفــی را کنتــرل کننــد.‬ ‫ه‬ ‫ایــن دســتگا ‌ها م ‌تواننــد شــامل ویلچــر‬ ‫ه ی‬ ‫[1]، مرورگــر وب [2]، سیســتم ورودی‬ ‫متنــی مبتنــی بــر مغــز [3] یــا ربــات‬ ‫نویســنده باشــند [4،5].‬ ‫ب ‌طورکلـی، فعالیـت مغـزی مـورد اسـتفاده‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ه‬ ‫بــرای کنتــرل دســتگا ‌ها از طریــق‬ ‫ه‬ ‫ســیگنا ‌های الکتروانســفالوگرافی )‪(EEG‬‬ ‫ل‬ ‫ک ـه توس ـط الکتروده ـای روی پوس ـت س ـر‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ثبــت م ‌شــوند، شناســایی م ‌شــود.‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫رابــط مغــز و رایانــه بــه کاربــر اجــازه‬ ‫م ‌دهـد تـا بـا اسـتفاده از فعالیـت مغـزی‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ی ـ ـ ـ ـ‬ ‫(معمــوالً از طریــق الکتروانســفالوگرافی)‬ ‫ب ـا رایان ـه ی ـا رب ـات تعام ـل داش ـته باش ـد.‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫یکــی از ســری ‌ترین و قاب ‌اعتمادتریــن‬ ‫ل‬ ‫ع‬ ‫ســیگنا ‌های رابــط مغــز و رایانــه )‪،(BCI‬‬ ‫ل‬ ‫پتانســیل برانگیختــه بینایــی بــا وضعیــت‬ ‫پایــدار )‪ (SSVEP‬اســت.‬ ‫وضعیـت پایـدار، کاربـر بـا تمرکـز روی نور‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫سوسـو زننـده بـا فرکانـس خـاص، فعالیـت‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫مغــز را تحریــک م ‌کنــد. ســیگنا ‌های‬ ‫ل‬ ‫ی‬ ‫الکتروانســفالوگرافی فرکانــس تحریــک‬ ‫بصــری متنــاوب را نشــان م ‌دهنــد و‬ ‫ی‬ ‫ـس ـش می ـد.‬ ‫‌یابـ‬ ‫ـوان در ـن فرکانـ افزایـ‬ ‫ایـ‬ ‫تـ‬ ‫ایــن روش، تشــخیص فرمــان کاربــر را‬ ‫آس ـان م ‌کن ـد و ب ـه آم ـوزش کم ـی نی ـاز‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ ی ـ‬ ‫دارد.‬ ‫مزی ـت اصل ـی راب ـط مغ ـز و رایان ـه مبتن ـی‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫بــر پتانســیل برانگیختــه بینایــی بــا‬ ‫ـت ـدار ایــن ـت کــه ـوزش‬ ‫آمـ‬ ‫اسـ‬ ‫وضعیـ پایـ‬ ‫آن نســبتاً آســان اســت و نــرخ انتقــال‬ ‫اطالعــات باالیــی دارد.‬ ‫مزیــت اصلــی رابــط مغــز و رایانــه‬ ‫مبتنــی بــر پتانســیل برانگیختــه‬ ‫بینایــی بــا وضعیــت پایــدار ایــن‬ ‫اسـت کـه آمـوزش آن نسـبتاً آسـان‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫اســت و نــرخ انتقــال اطالعــات‬ ‫باالیــی دارد.‬ ‫بــا ای ‌حــال، اســتفاده از فرکان ‌هــای‬ ‫س‬ ‫ن‬ ‫پاییــن و متوســط پتانســیل برانگیختــه‬ ‫بینایــی بــا وضعیــت پایــدار م ‌توانــد بــا‬ ‫ی‬ ‫فعالی ‌ه ـای مغ ـزی طبیع ـی مانن ـد ریت ـم‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫تـ‬ ‫آلفــا تداخــل داشــته باشــد و یــا خطــر‬ ‫تشــنج را افزایــش دهــد.‬ ‫بــه همیــن دلیــل، محققــان بــه دنبــال‬ ‫اســتفاده از فرکان ‌هــای بــاال در رابــط‬ ‫س‬ ‫مغــز و رایانــه مبتنــی بــر پتانســیل‬ ‫برانگیختــه بینایــی بــا وضعیــت پایــدار‬ ‫هس ـتند. مطالع ـات نش ـان داده اس ـت ک ـه‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫فرکان ‌هــای بــاال خســتگی بینایــی را‬ ‫س‬ ‫بــه طــور قاب ‌توجهــی کاهــش م ‌دهــد‬ ‫ی‬ ‫ل‬ ‫و م ‌توانــد بــرای هدایــت ربا ‌هــای‬ ‫ت‬ ‫ی‬ ‫مینیاتـوری و اشـیا مجـازی مـورد اسـتفاده‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫قــرار گیــرد.‬ ‫کاربردهای رابط مغز و رایانه‬ ‫کنتــرل ربــات: رابــط مغــز و رایانــه‬ ‫م ‌توانــد بــرای هدایــت ربا ‌هــای‬ ‫ت‬ ‫ی‬ ‫متحـرک و ویلچرهـای رباتیـک بـا اسـتفاده‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫از روش هــای مختلفــی ماننــد:‬ ‫وظایــف ذهنــی: تمرکــز ذهنــی بــر روی‬ ‫یــک کار خــاص [6-8].‬ ‫تصویربــرداری حرکتــی: تصــور‬ ‫حرکـت انـدام هـا [9،01].‬ ‫‌ ـ‬ ‫ـ‬ ‫یکـی از سـری ‌ترین و قابـل‌اعتمادتریـن‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ع‬ ‫ـ‬ ‫سـیگنا ‌های رابـط مغـز و رایانـه )‪،(BCI‬‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ ل‬ ‫پتانسـیل برانگیختـه بینایی بـا وضعیت‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫پایـدار )‪ (SSVEP‬اسـت.‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫در سیســت ‌های رابــط مغــز و رایانــه‬ ‫م‬ ‫مبتنـی بـر پتانسـیل برانگیختـه بینایـی بـا‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫8‬ 

‫شماره 8 | پاییز3041‬

‫پتانسی ‌های003‪:P‬‬ ‫ل‬ ‫شناسایی محر ‌های خاص [11-41].‬ ‫ک‬ ‫مثا ‌هایـی از کاربـرد رابـط مغـز و‬ ‫ل‬ ‫رایانـه در کنترل ربـات، کنترل ویلچر:‬ ‫لیــب و همــکاران: کنتــرل ویلچــر در‬ ‫محیـط مجـازی بـا اسـتفاده از تصویربرداری‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫حرکتــی [01].‬ ‫میــان و همــکاران: هدایــت ویلچــر بــا‬ ‫اســتفاده از تصــور حــرکات مختلــف [8].‬ ‫ربســامن و همــکاران: انتخــاب مقصــد و‬ ‫هدای��ت ویلچ�رـ ب��ا اس��تفاده از 003‪.]14[P‬‬ ‫‪ Iturrate‬و هم ـکاران: هدای ـت ویلچ ـر ب ـا‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫اســتفاده از 003‪ P‬و حســگرهای لیــزری‬ ‫[31].‬ ‫یکــی از کاربردهــای جــذاب رابــط مغــز‬ ‫و رایانــه، کنتــرل ویلچــر رباتیــک بــرای‬ ‫افــراد دارای معلولیــت اســت. بــرای‬ ‫هدایـت مـداوم ویلچـر، رابـط مغـز‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫و رایان ـه بای ـد بتوان ـد تش ـخیص‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫دهـد کـه آیـا کاربـر عمـدا ً‬ ‫ـ ـ در‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫ح ـال انج ـام ی ـک کار خ ـاص‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫اســت یــا خیــر. ایــن امــر‬ ‫"کنتــرل خــودکار" یــا‬ ‫"ناه ‌زمــان" نامیــده‬ ‫م‬ ‫م ‌شــود [91].‬ ‫ی‬ ‫در ایــن روش، فعالیــت‬ ‫مغـزی کاربـر بـا اسـتفاده‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫از الکترودهـای روی سـر ثبـت‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫و ســپس بــرای هدایــت ویلچــر‬ ‫تفســیر م ‌شــود.‬ ‫ی‬ ‫رو ‌ه ـای مختلف ـی ب ـرای راب ـط مغ ـز‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫شـ‬ ‫و رایانــه وجــود دارد، از جملــه وظایــف‬ ‫ذهنــی، تصویربــرداری حرکتــی و‬ ‫پتانســی ‌های 003‪ .P‬بــا ای ‌حــال،‬ ‫ن‬ ‫ل‬ ‫تاکنــون هیــچ مطالعــ ‌ای از رابــط‬ ‫ه‬ ‫مغــز و رایانــه مبتنــی بــر پتانســیل‬ ‫برانگیختــه بینایــی بــا وضعیــت‬ ‫پایــدار و فرکانــس بــاال بــرای‬ ‫هدایــت ویلچــر رباتیــک واقعــی‬ ‫اســتفاده نکــرده اســت.‬ ‫در مطالعــات صور ‌گرفتــه‬ ‫ت‬ ‫عملکــرد یــک ویلچــر رباتیــک‬ ‫واقع ـی ب ـا اس ـتفاده از راب ـط مغ ـز و رایان ـه‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫9‬ ‫شماره 8 | پاییز3041‬ ‫مبتنــی بــر پتانســیل برانگیختــه بینایــی‬ ‫بــا وضعیــت پایــدار بــا فرکانــس بــاال‬ ‫ناه ‌زمــان مــورد بررســی قــرار گرفتــه‬ ‫م‬ ‫اســت. ایــن سیســتم بــا افــراد ســالم و‬ ‫دارای معلولیــت آزمایــش شــده و ویلچــر‬ ‫را در ســناریوهای مختلــف هدایــت کــرده‬ ‫اســت.‬ ‫کنترل ربا ‌های دیگر‬ ‫ت‬ ‫اســتفاده از الکترومایوگرافــی ســطحی‬ ‫)‪ ،(sEMG‬الکترواکولوگرافــی )‪ (EOG‬و‬ ‫ترکیبــی ازهــر دو بــرای کنتــرل ربــات‬ ‫[51-61].‬ ‫اســتفاده از الکتروانســفالوگرافی و ســایر‬ ‫ســیگنا ‌های بیومدیــکال در سیســت ‌های‬ ‫م‬ ‫ل‬ ‫ترکیبــی [81،71].‬ ‫بــازوی رباتیــک کمکــی )‪(ARM‬‬ ‫ایــن بــازو کمکــی م ‌توانــد اســتقالل و‬ ‫ی‬ ‫کیفی ـت زندگ ـی بیم ـاران مبت ـا ب ـه قط ـع‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫نخــاع را افزایــش دهــد [7].‬ ‫روش کنت ـرل ب ـازوی رباتی ـک کمک ـی ب ـه‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫شــدت معلولیــت بیمــار بســتگی دارد. در‬ ‫صــورت وجــود حــرکات باق ‌مانــده در‬ ‫ی‬ ‫ان ـدام فوقان ـی، م ‌ت ـوان از ج ـوی اس ـتیک‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ یـ‬ ‫ـ‬ ‫اسـتفاده کـرد. در غیـر ایـن صـورت، زبـان‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫یــا رابــط مغــز و رایانــه )‪ (BCI‬م ‌تواننــد‬ ‫ی‬ ‫ب ـه کار گرفت ـه ش ـوند.‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫پتانســیل برانگیختــه بینایــی بــا وضعیــت‬ ‫پایــدار م ‌توانــد انتخــاب خوبــی بــرای‬ ‫ی‬ ‫کنتــرل بــازوی رباتیــک کمکــی باشــد،‬ ‫زیــرا بــرای کنتــرل رضای ‌بخــش بــازوی‬ ‫ت‬ ‫رباتی ـک کمک ـی ب ـه کنت ـرل دقیق ـی نی ـاز‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫نیســت. عملکــرد رابــط مغــز و رایانــه بــا‬ ‫دقــت یــا نــرخ انتقــال اطالعــات )‪(ITR‬‬ ‫ســنجیده م ‌شــود.‬ ‫ی‬ ‫دقـت یـا نـرخ انتقـال اطالعـات بـاال بـه کاربـر‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫اجــازه م ‌دهــد تــا از دســتگا‌های کمکــی‬ ‫ه‬ ‫ی‬ ‫ماننـد بـازوی رباتیـک کمکـی بـا چندیـن‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫درجــه آزادی یــا ویلچــر بهتــر‬ ‫اس ـتفاده کن ـد.‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫دقـت یـا نـرخ انتقـال‬ ‫اطالعـات را م ‌تـوان‬ ‫ی‬ ‫بـا کاهـش زمـان‬ ‫انتقـال، افزایش دقت‬ ‫سیسـتم و یـا افزایش‬ ‫تعـداد اهدا ‌کال ‌ها‬ ‫ف س‬ ‫بهبـود بخشـید.‬ ‫بـرای کنترل کامل بازوی‬ ‫رباتیـک کمکـی، به تعـداد زیادی هـدف نیاز‬ ‫اسـت کـه چالشـی فنـی محسـوب م ‌شـود.‬ ‫ی‬ ‫منطـق بولی فقط فرکان ‌های تشـدید شـده‬ ‫س‬ ‫بـا نـرخ تاز‌سـازی مانیتـور را مجـاز م ‌داند.‬ ‫ی‬ ‫ه‬ ‫بـه عنوان مثـال، برای مانیتـور 06 هرتز، فقط‬ ‫7 فرکانـس در طیف 6-61 هرتز در دسـترس‬ ‫هسـتند.‬ ‫بـرای افزایـش تعـداد اهـداف، طر ‌هـای‬ ‫ح‬ ‫مختلفی مانند کدگـذاری متوالی فرکانس و‬ ‫تأخیـر فاز محـرک ارائه شـد ‌اند. کدگذاری‬ ‫ه‬ ‫متوالـی فرکانـس توال ‌هـای محـرک بـا‬ ‫ی‬ ‫فرکان ‌هـای متغیـر را ارائـه م ‌دهـد، امـا‬ ‫ی‬ ‫س‬ ‫بـه دور ‌هـای طوالن ‌تـر تحریک نیـاز دارد.‬ ‫ی‬ ‫ه‬ ‫اسـتفاده از تأخیـر فـاز محـرک، راه دیگری‬ ‫بـرای افزایـش تعـداد اهداف اسـت.‬ ‫جیـا و همـکاران بـا اسـتفاده از 3 فرکانس‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫(01، 21 و 51 هرتــز) و 6، 5 و 4 فــاز بــه‬ ‫ترتیــب، رابــط مغــز و رایانــه 51هدفــه را‬ ‫طراحـی کردنـد. حداکثـر تعـداد سـیگنا ‌ها‬ ‫ـ ل‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫در بانـد فرکانسـی 6-61هرتـز بـرای مانیتـور‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫06 هرتـز، 94 سـیگنال اسـت.‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫مدوالس ـیون نمون ‌ب ـرداری ش ـده سینوس ـی‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫هـ‬ ‫ـ‬ ‫ب ‌ج ـای مدوالس ـیون بول ـی روش ـن/خاموش،‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ه ـ‬ ‫فاصلــه فــاز بســیار کوچ ‌تــر و اهــداف‬ ‫ک‬ ‫منحصرب ‌فــرد بیشــتری را ارائــه م ‌دهــد.‬ ‫ی‬ ‫ه‬ ‫مدوالســیون نمون ‌بــرداری شــده‬ ‫ه‬ ‫سینوسـی ب ‌جـای مدوالسـیون بولـی‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ه ـ‬ ‫روشــن/خاموش، فاصلــه فــاز بســیار‬ ‫کوچ ‌تــر و اهــداف منحصرب ‌فــرد‬ ‫ه‬ ‫ک‬ ‫بیشــتری را ارائــه م ‌دهــد.‬ ‫ی‬ ‫چــن و همــکاران بــا اســتفاده از ایــن‬ ‫تکنیــک [62]، رابــط مغــز و رایانــه 04‬ ‫هدفــه بادقــت یــا نــرخ انتقــال اطالعــات‬ ‫462 بیـت بـر دقیقـه ایجـاد کردنـد کـه از‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫بهتریــن عملکردهــا تــا بــه امــروز اســت.‬ ‫بــا ای ‌حــال، تأییــد نشــده اســت کــه‬ ‫ن‬ ‫آیــا همــه فرکان ‌هــا را م ‌تــوان بــا‬ ‫ی‬ ‫س‬ ‫نــرخ تاز ‌ســازی مســتقل تحریــک کــرد.‬ ‫ه‬ ‫ناکانیشــی و همــکاران نشــان دادنــد کــه‬ ‫دامن ـه س ـیگنا ‌های 21 هرت ـز در مانیت ـور‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ل‬ ‫021 هرتــز در مقایســه بــا 57 هرتــز‬ ‫افزایــش م ‌یابــد کــه نشــان م ‌دهــد‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫نــرخ تاز ‌ســازی مانیتــور حائــز اهمیــت‬ ‫ه‬ ‫اســت.‬ ‫شــکل زیــر تفــاوت بیــن ســیگنا ‌های‬ ‫ل‬ ‫21 و 31 هرتــز نمون ‌بــرداری شــده در‬ ‫ه‬ ‫06 هرت ـز را نش ـان م ‌ده ـد. س ـیگنال 21‬ ‫ـ ی ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫هرتـز در 5 دوره از نـرخ تاز ‌سـازی تناوبـی‬ ‫ـ‬ ‫ه ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫اســت، امــا ســیگنال 31 هرتــز تناوبــی‬ ‫نیســت و هــر بخــش4/6 میل ‌ثانیــه بــا‬ ‫ی‬ ‫بخــش قبلــی تأخیــر دارد.‬ ‫مطالعــات بررســی م ‌کننــد کــه آیــا‬ ‫ی‬ ‫م ‌تــوان بــا حفــظ فرکان ‌هــای ســازگار‬ ‫س‬ ‫ی‬ ‫بــا بولــی، بــه دق ‌هــای باالتــری دســت‬ ‫ت‬ ‫یافــت.‬ ‫هـدف ایـن مطالعـات، طراحـی رابـط مغـز‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫و رایانـه بـرای کنتـرل بـازوی رباتیـک‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫6 درجه آزادی با 61 هدف بوده است.‬ ‫شــکل زیــر ســه نمونــه از نحــوه ایجــاد‬ ‫ترکیبــات مختلــف فرکانــس و فــاز بــرای‬ ‫61 هــدف را نشــان م ‌دهــد.‬ ‫ی‬ ‫سیس ـتم ‪ :A‬ه ـر ه ـدف دارای فرکان ـس و‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫فــاز منحصرب ‌فــرد اســت.‬ ‫ه‬ ‫سیســتم ‪ :B‬فرکان ‌هــای منحصرب ‌فــرد‬ ‫ه‬ ‫س‬ ‫کمتـر بافاصله فرکانسـی بیشـتر و اسـتفاده‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫از فـاز بـرای منحصرب ‌فـرد بـودن هـدف.‬ ‫ـ‬ ‫هـ ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫سیســتم ‪ :C‬فرکان ‌هــای منحصرب ‌فــرد‬ ‫ه‬ ‫س‬ ‫کمتــر بافاصلــه فرکانســی بیشــتر و‬ ‫اسـتفاده از فـاز و کدگـذاری باینـری بـرای‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫منحصرب ‌فــرد بــودن هــدف.‬ ‫ه‬ ‫روش مربوط به مطالعات ویلچر رباتیک‬ ‫در مطالعـات صور ‌گرفتـه، از یـک ویلچـر‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ت ـ‬ ‫ـ‬ ‫رباتی ـک ک ـه در دانش ـگاه ف ـدرال اس ـپیرتو‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫س ـانتو (‪ )UFES‬برزی ـل توس ـع ‌یافته ب ـود،‬ ‫ـ‬ ‫ـ ه‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫اســتفاده شــد. ایــن ویلچــر بــا اصــاح‬ ‫ی ـک ویلچ ـر برق ـی تج ـاری س ـاخته ش ـده‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫و مجهــز بــه یــک کنتر ‌کننــده موتــور‬ ‫ل‬ ‫دیجیت ـال دوکانال ـه م ـدل 0053‪ AX‬ب ـرای‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫کنت ـرل س ـرعت دوچ ـرخ مح ـرک ب ـود.‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫شکل1: سه نمونه از نحوه ایجاد ترکیبات مختلف فرکانس و فاز برای 16 هدف‬ ‫01‬ 

‫شماره 8 | پاییز3041‬

‫وظایف پردازش سـیگنال الکتروانسـفالوگرافی،‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ارتب ـاط باکنتر ‌کنن ـده موتور،اج ـرای الگوریتم‬ ‫ـ‬ ‫ل ـ‬ ‫ـ‬ ‫‌هــاو ســایر عملیــات توســط یــک مینــی‬ ‫کامپیوت ـر ک ـم مص ـرف )‪ (EPIA‬ب ـا پردازن ـده‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫1 گیــگا هرتــز و رم 1 گیــگا بایــت انجــام‬ ‫م ‌شــود.‬ ‫ی‬ ‫یـک صفحـه نمایشـگر لمسـی 21 اینچـی به‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫بدنـه ویلچـر متصل و سیسـتم محرک شـامل‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫چه ـار مرب ـع 5/2 در 5/2 س ـانتی مت ـری ب ـود‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫کـه بـا دیـود سـاطع کننـده نـور )‪(LED‬هـای‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ ـ ـ ـ‬ ‫س ـبز روش ـن م ـی ش ـد و در طرفی ـن صفح ـه‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫نمایـش قـرار داشـت.‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ای ـن مرب ـع ه ـا ب ـا فرکان ـس ه ـای 73 هرت ـز‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫(بـاال)، 83 هرتـز (راسـت)، 93 هرتـز (پایین) و‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫04هرتـز (چـپ) روشـن و زمـان بنـدی دقیـق‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫تحریـکات کنتـرل مـی شـد.انتخاب فرکانـس‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫هــای تحریــک بــر اســاس پدیــده رزونانــس‬ ‫در04 هرت ـز [12] انج ـام ش ـد و فاصل ـه‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫1 هرتـز بیـن فرکانـس ها بیشـتر‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫از حداقـل 2/0 هرتـز مـورد‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫نیاز بــود[22].‬ ‫سـرع ‌های ویلچر‬ ‫ت‬ ‫بـا دقـت انتخاب‬ ‫شـدند تا تعادل‬ ‫بیـن ایمنـی و‬ ‫کـاراییراحفظ‬ ‫کنند.ازطرفی،‬ ‫سـرع ‌های‬ ‫ت‬ ‫باال م ‌توانست‬ ‫ی‬ ‫خطرناک باشد و‬ ‫از طــرف دیــگر،‬ ‫سـرع ‌هــای پــایین‬ ‫ت‬ ‫م ‌توانسـت انگیزه افراد را برای اسـتفاده‬ ‫ی‬ ‫از ‪ BCI‬کاهـش دهـد.‬ ‫در نهایـت، سـرعت حرکـت بـه جلـو02 سـانتی‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫متـر بـر ثانیـه و سـرعت چرخـش 41 درجـه بـر‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ـ ـ‬ ‫ثانیـه تعیین شـد.‬ ‫ـ‬ ‫بـرای ثبت سـیگنا ‌های الکتروانسـفالوگرافی،‬ ‫ـ‬ ‫ـ ل‬ ‫ـ‬ ‫از تجهیزات 63-‪ BrainNet‬اسـتفاده شـد.‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫س ـه کان ـال الکتروانس ـفالوگرافی دوقطب ـی‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫11‬ ‫شماره 8 | پاییز3041‬ ‫بــا فیلتــر آنالــوگ 3-001 هرتــز و فرکانــس‬ ‫نمون ‌بــرداری 042 هرتــز ثبــت شــد. ایــن‬ ‫ه‬ ‫پیکربندی شـبیه بـه پیکربندی مورداسـتفاده‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫در کار قبل ـی م ـا در ‪SSVEP‬ب ـا فرکان ـس ب ـاال‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫بــود [02].‬ ‫انتخـاب پیکربنـدی سـه کانـال دوقطبـی بـه‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫دلیـل مقاومـت بیشـتردر برابـر نویـز و کارایـی‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـیل برانگیختــه‬ ‫باالتــر درتشــخیص پتانسـ‬ ‫بینایــی ‌بــا وضعیــت پایــدار )‪(SSVEP‬‬ ‫درمقایسـه بـا پیکربنـدی هـای تـک ‌قطبـی‬ ‫ـ‬ ‫ـ ‌ ـ ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫بــود. ســیگنا ‌های الکتروانســفالوگرافی بــا‬ ‫ل‬ ‫اسـتفاده از تجهیـزات 63-‪ BrainNet BNT‬بـه‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫کامپیوتــر منتقــل م ‌شــدند.‬ ‫ی‬ ‫آزمایش‪ BCI‬برایهدایت ویلچررباتیک:‬ ‫ایــن مطالعــه بــر روی 51 فــرد (41 مــرد و‬ ‫1 زن) بــا میانگیــن ســنی 42 ســال انجــام‬ ‫ش ـد. 31 نف ـر س ـالم و 2 نف ـر دارای معلولی ـت‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫بودنــد. آزمایشــات طبــق قوانیــن اخالقــی‬ ‫دانشــگاه انجــام شــد. دو نفــر از شــرکت‬ ‫کننـدگان بـه دلیـل عـدم توانایـی در کنتـرل‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫‪ BCI‬از مطالعـه خـارج شـدند. ابتدا، سـیگنال‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫پایـه الکتروانسـفالوگرافی بـرای کالیبـره کردن‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫سیســتم ثبــت شــد. ســپس، یــک جلســه‬ ‫آموزشــی بــرای آشــنایی افــراد بــا سیســتم‬ ‫‪ BCI‬برگــزار شــد. در ایــن جلســه، شــرکت‬ ‫کننـدگان بـه مـدت 02 ثانیـه بـه هـر محرک‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫نـگاه مـی کردنـد و ‪ BCI‬میـزان تشـخیص هر‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫محــرک را ارزیابــی مــی کــرد.‬ ‫آزمای ‌هــای اصلــی 08 ثانیــه طــول مــی‬ ‫ش‬ ‫کشــید و شــامل هدایــت ویلچــر رباتیــک از‬ ‫نقطـه شـروع بـه نقطـه هـدف (نزدیـک درب)‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫در ی ـک ات ـاق 70/7 مت ـر ع ـرض و 57/8 مت ـر‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ط ـول ب ـود.‬ ‫ـ ـ‬ ‫افـراد دارای معلولیـت در اتاقی با ابعاد مشـابه‬ ‫در طبقـه همکـف آزمایـش شـدند.‬ ‫شـرکت کنندگان مسیر رسیدن‬ ‫بـه نقطه هـدف را خودشـان‬ ‫تعییـن مـی کردند.‬ ‫در شـکل صفحـه‬ ‫بعد، چهارسناریوی‬ ‫پـیـشنـهــا د ی‬ ‫مو ر د ا سـتفا د ه‬ ‫در آزمـایــ ‌ها‬ ‫ش‬ ‫مسـتطی ‌های‬ ‫ل‬ ‫سـبز روشـن‬ ‫.نشـان دهنـده‬ ‫میـز و کابینـت‬ ‫هستند...مسـتطیل‬ ‫هـای خاکسـتری موانـع‬ ‫مختلف بین شـروع هستند.‬ ‫در شــکل بــاال، خ ‌قرمــز مســیر‬ ‫ط‬ ‫پیشــنهادی را نشــان م ‌دهــد.‬ ‫ی‬ ‫در نهایــت، عملکــرد سیســتم ‪BCI‬‬ ‫در هدایــت ویلچــر رباتیــک بــرای هــر‬ ‫شــرک ‌کننده ارزیابــی شــد.‬ ‫ت‬ ‫آزمایـش 1: هدایـت ویلچـر از نقطـه شـروع‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ب ـه س ـمت درب ات ـاق ب ـدون هی ـچ مانع ـی‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـش، آش ـنایی‬ ‫ـ‬ ‫در مس ـیر. ـدف ـن آزمایـ‬ ‫ـ هـ ایـ‬ ‫فـرد ب ـا سیسـتم ‪-BCI‬ویلچـر بـود.‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫آزمایــش 2: انتخــاب بیــن دو مســیر‬ ‫ممکــن بــرای عبــور از مانعــی در وســط‬ ‫اتــاق و رســیدن بــه نقطــه هــدف.‬ ‫آزمایـش 3: هدایـت ویلچـر از طریـق یـک‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫راهـرو و عبـور از کنـار میزهـا در ورودی و‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫خروجـی راهـرو. ایـن آزمایـش شـامل سـه‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫چرخــش 09 درجــه بــود (عــرض راهــرو‬ ‫5/1 مت ـر، ع ـرض ویلچ ـر 6/0 مت ـر).‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫آزمایــش 4: هدایــت ویلچــر در یــک مســیر‬ ‫پیچیـده بـا موانـع متعـدد (فقـط توسـط 4 نفر‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫از 51 شـرکت کننـده انجـام شـد).‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫هنگامــی کــه ‪ BCI‬تشــخیص م ‌دهــد کــه‬ ‫ی‬ ‫کاربـر بـه یـک محـرک خیره شـده اسـت، یک‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫فرمـان بـه صـورت یک کـد معنایی (پیشـروی،‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫راسـت، توقـف، چـپ) تولیـد م ‌شـود.‬ ‫ـ ی ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ایـن کـد بـه سـرع ‌های مرجع (پیشـروی‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ـ ـ ت‬ ‫02 ســانت ‌متر بــر ثانیــه، چرخــش در‬ ‫ی‬ ‫جهــت عقرب ‌هــای ســاعت 41درجــه بــر‬ ‫ه‬ ‫ثانی ـه، توق ـف صف ـر س ـانت ‌متر ب ـر ثانی ـه،‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ی ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫چرخــش خــاف جهــت عقرب ‌هــای‬ ‫ه‬ ‫ســاعت‬ ‫41 درجـه بـر ثانیـه) تبدیـل م ‌شـود کـه‬ ‫ـ ی ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫سیســتم کنتــرل ویلچــر از آنهــا اســتفاده‬ ‫م ‌کنــد.‬ ‫ی‬ ‫در نهایـت، کاربـر بـه محیـط نـگاه م ‌کنـد‬ ‫ـ ـ ی ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫و تصمی ـم م ‌گی ـرد ک ـه آی ـا ی ـک فرم ـان‬ ‫ـ‬ ‫ـ ی ـ ـ ـ ـ‬ ‫جدیــد از طریــق ‪ BCI‬بــه ویلچــر ارســال‬ ‫کنـد یـا خیـر.‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫آزمای ‌ه ـا ب ـه ترتی ـب س ـختی از 1 ت ـا 4‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫شـ ـ‬ ‫چی ـده ش ـده بودن ـد، ب ـه ای ـن معن ـی ک ـه‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫هــر فــرد پــس از انجــام آزمایــش 1 بــه‬ ‫ترتی ـب ب ـه انج ـام آزمای ‌ه ـای 2 و 3 و ...‬ ‫شـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫دع ـوت م ‌ش ـد. آزمای ـش 4 فق ـط توس ـط‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ی ـ‬ ‫ـ‬ ‫4 نف ـر آخ ـر از 51 ش ـرکت کنن ـده ک ـه در‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫جلس ـات آزمایش ـی ش ـرکت ک ـرده بودن ـد،‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫انجـام شـد. در ایـن مطالعـه، یـک سیسـتم‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫رابــط مغــز - کامپیوتــر )‪ (BCI‬بــرای‬ ‫ل‬ ‫کنتــرل ویلچــر بــا اســتفاده از ســیگنا ‌‬ ‫هــای الکتروانســفالوگرافی )‪ (EEG‬ارائــه‬ ‫شــده اســت.‬ ‫روش پردازش سـیگنال الکتروانسفالوگرافی‬ ‫ـ‬ ‫شـامل مراحـل زیر اسـت:‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫1.فیلترکردن س ـیگنال الکتروانس ـفالوگرافی‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫بــا اســتفاده از یــک فیلتــر میــان گــذر‬ ‫باتــرورث مرتبــه.‬ ‫2.بـرآورد چگالـی طیفـی تـوان با اسـتفاده‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫از تابــع پریودوگرام.‬ ‫3.محاسبه توان نرما ‌شده.‬ ‫ل‬ ‫4.استخراجکالسسیگنالالکتروانسفالوگرافی.‬ ‫5.برچســ ‌گذاری پتانســیل برانگیختــه‬ ‫ب‬ ‫بینایـی بـا وضعیـت پایـدار ب ‌عنـوان یکـی‬ ‫ـ‬ ‫ـ ه ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫از پن ـج کالس (ب ـاال، پایی ـن، چ ـپ، راس ـت‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ی ـا تعری ـف نش ـده).‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫هنگامــی کــه یــک کالس تشــخیص داده‬ ‫م ‌شــود، فرمــان مربوطــه بــه ویلچــر‬ ‫ی‬ ‫ارســال م ‌شــود.‬ ‫ی‬ ‫عملکردهای برنام ‌ریز ‌شده‬ ‫ه ی‬ ‫تشخیص باال: حرکت ویلچر به جلو.‬ ‫تشــخیص چــپ یــا راســت: چرخــش‬ ‫ویلچــر بــه ســمت چــپ یــا راســت.‬ ‫تشخیص پایین: توقف ویلچر.‬ ‫تشــخیص تعریــف نشــده: توقــف ویلچــر‬ ‫(بــه دالیــل ایمنــی).‬ ‫21‬ 

‫شماره 8 | پاییز3041‬

‫ارزیاب ـی: دق ـت: درص ـد دفعات ـی ک ـه ف ـرد‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫بــا موفقیــت ویلچــر را بــه ســمت هــدف‬ ‫هدایــت م ‌کنــد.‬ ‫ی‬ ‫زم ـان: میانگی ـن زم ـان ص ـرف ش ـده ب ـرای‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫هدای ـت ویلچـر ب ـه سـمت ه ـدف.‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫کنتــرل ویلچــر: ســرع ‌های حرکتــی‬ ‫ت‬ ‫ویلچــر بــه شــرح زیــر تنظیــم شــد ‌اند:‬ ‫ه‬ ‫حرکــت بــه جلــو: 02 ســانت ‌متر بــر‬ ‫ی‬ ‫ثانــیه.‬ ‫چرخـش: 14 درجـه بـر ثانیـه. سـرع ‌های‬ ‫ـ ـ ـ ـ ت‬ ‫ـ‬ ‫مرجـع حاصـل از تفسـیر قصـد کاربـر، بـه‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫عنــوان ورودی سیســتم کنتــرل ســرعت‬ ‫ویلچــر عمــل م ‌کننــد.‬ ‫ی‬ ‫چرخه کنترلی‬ ‫1.ارسـال دسـتور توسـط کاربـر بـا اسـتفاده‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫از ‪.BCI‬‬ ‫2.ترجمــه دســتور کاربــر بــه ســرعت هــای‬ ‫‌‬ ‫حرکتــی.‬ ‫3.حرکت ویلچر.‬ ‫4.مشاهده محیط توسط کاربر.‬ ‫5.تصمی ‌گیری بـرای حرکت‬ ‫م‬ ‫بعـدی ویلچـر (در صورت‬ ‫نیاز).‬ ‫6. ارسـال فرمـان بـه‬ ‫سیسـتم کنتـرل‬ ‫ویلچـر توسـط‬ ‫‪( BCI‬هـر ثانیه‬ ‫ی ‌بـار).‬ ‫ک‬ ‫مالحظــات:::::‬ ‫ســرعت ارســال‬ ‫فرمــان ‪BCI‬بــه‬ ‫سیســتم کنتــرل‬ ‫ویلچــر یــک‌بــار در‬ ‫ثانیــه اســت.‬ ‫بــه دلیــل عــدم وجــود‬ ‫حســگر ، ا لگو ر یتم‌ها ی‬ ‫کنتــرل ســطح بــاال بــرای‬ ‫اجتنـاب از موانـع یـا حرکـت در‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫مســیر خــاص اجــرا نشــدند.‬ ‫ارزیابــی: تجزیــه ‌وتحلیــل‬ ‫اطالعــات بــه‌دســت آمــده از‬ ‫‌‬ ‫جلســات آزمایشــی، طبقــه‬ ‫‌بنــدی دســتورات بــر‬ ‫اســاس ویدئوهای ضبط‬ ‫شــده، محاســبه‬ ‫31‬ ‫شماره 8 | پاییز3041‬ ‫دقـت و نـرخ انتقـال اطالعـات، محاسـبه ارزش‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫پی ‌بینـی مثبـت، جمـ ‌آوری نظـرات افـراد از‬ ‫ع‬ ‫ـ‬ ‫ش ـ‬ ‫طریــق پرســ ‌نامه.‬ ‫ش‬ ‫نرخ انتقال اطالعات )‪:(ITR‬‬ ‫دقـت و نـرخ انتقال اطالعـات معیاری برای‬ ‫سیسـت ‌های ارتباطـی اسـت کـه دقـت،‬ ‫م‬ ‫تعـداد و زمـان انتخـاب را در نظـر م ‌گیرد.‬ ‫ی‬ ‫دقـت و نـرخ انتقـال اطالعـات بـر حسـب‬ ‫بیـت بـر فرمـان و بیـت بـر دقیقه محاسـبه‬ ‫شـد. دقت و نرخ انتقال اطالعات به دسـت‬ ‫آمده توسـط هر فرد در جلسـه آموزشـی در‬ ‫ادامـه مقالـه آمـده اسـت. (قبـل از فرمـان‬ ‫دادن بـه ویلچـر). ایـن مطالعـه نشـان‬ ‫م ‌دهـد کـه م ‌تـوان از سـیگنا ‌های‬ ‫ل‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫الکتروانسـفالوگرافی بـرای کنتـرل ویلچـر با‬ ‫اسـتفاده از ‪ BCI‬اسـتفاده کـرد.‬ ‫مزایای سیستم پیشنهادی:‬ ‫اســتفاده از تحریــک فرکانــس بــاال‬ ‫خس ـتگی چش ـم را ب ـه حداق ـل م ‌رس ـاند،‬ ‫ـ ی ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫اســتفاده از تحریــک فرکانــس بــاال‬ ‫خســتگی چشــم را بــه حداقــل‬ ‫می‌ر ســا ند .‬ ‫نیــاز بــه 21 کانــال الکتروانســفالوگرافی‬ ‫را بــه 3 کانــال کاهــش م ‌دهــد، امــکان‬ ‫ی‬ ‫برداشــتن مانیتــور و ارائــه بازخــورد بــه‬ ‫رو ‌هــای مختلــف را فراهــم م ‌کنــد،‬ ‫ی‬ ‫ش‬ ‫میــدان دیــد کاربــر را افزایــش م ‌دهــد،‬ ‫ی‬ ‫احتم ـال اث ـر‪ Midas Touch‬را ب ـه دلی ـل‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫نــرخ خطــای پاییــن سیســتم، کاهــش‬ ‫می‌دهــد.‬ ‫سیسـتم ‪ BCI‬توسـعه یافتـه بـا اسـتفاده از‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫تحری ـک فرکان ـس ب ـاال و رویکرده ـای‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ســاد ‌تر، دو عیــب اصلــی ‪BCI‬‬ ‫ه‬ ‫هــای مبتنــی بــر ‪SSVEP‬‬ ‫را تــا حــد زیــادی کاهــش‬ ‫م ‌دهــد، مناســب بــرای‬ ‫ی‬ ‫کاربرانــی کــه کنتــرل‬ ‫ـی خود را‬ ‫عصبی-عضالنـ‬ ‫از دسـت داد ‌ان ـد، نی ـاز‬ ‫هـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫بـه کنتـرل نـگاه کمتری‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫نسـبت به ‪ EEOG‬دارد،‬ ‫ـ‬ ‫نی ـاز به مرحله آموزش ـی‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫طوالنـی یـا تـاش ذهنی‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫کاربـر نـدارد.‬ ‫ـ‬ ‫ازمـعـایـب ‪BCI‬‬ ‫مـبـتـنـی بــر..‬ ‫‪SSVEP‬تحریک‬ ‫‪ SSVEP‬م ‌توانـد‬ ‫ی‬ ‫باعـث خسـتگی چشـم‬ ‫شـود و سیسـت ‌های‬ ‫م‬ ‫‪ BCI‬مـبتنی بر ‪SSVEP‬‬ ‫کنــدتر و کــم‌دقــ ‌تر‬ ‫ت‬ ‫هستند .‬ ‫بـر اسـاس یافت ‌هـای ایـن‬ ‫ه‬ ‫مطالعـه، سیسـتم ‪ BCI‬مبتنی‬ ‫بـر‪ SSVEP‬با تحریـک فرکانس باال،‬ ‫روشـی کارآمد بـرای کنترل ویلچر توسـط افراد‬ ‫بـا ضایعـات نخاعی یا سـایر اختلاالت حرکتی‬ ‫است.‬ ‫ایــن سیســتم عملکــردی قاب ‌مقایســه‬ ‫ل‬ ‫بــا ســایر سیســت ‌های ‪ BCI‬مبتنــی بــر‬ ‫م‬ ‫‪ SSVEP‬ارائــه م ‌دهــد و درعی ‌حــال‬ ‫ن‬ ‫ی‬ ‫خس ـتگی چش ـم را ب ـه حداق ـل م ‌رس ـاند‬ ‫ـ ی ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫و نیــاز بــه تجهیــزات و آمــوزش کمتــری‬ ‫دارد. تحقیقــات ـی می ـد بــر بهبــود‬ ‫‌توانـ‬ ‫آتـ‬ ‫دقــت و ســرعت سیســتم، توســعه رابــط‬ ‫کارب ـری کاربرپس ـندتر و ارزیاب ـی سیس ـتم‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫در شــرایط واقعــی تمرکــز کنــد.‬ ‫روش مربوط به مطالعـات بازوی رباتیکی‬ ‫‌‬ ‫کمکی:‬ ‫در ایــن مطالعــه، بــه بررســی برخــی از‬ ‫مالحظـات طراحـی سیسـتم ‪ BCI‬مبتنـی‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫بــر‪ SSVEP‬بــرای کنتــرل یــک بــازوی‬ ‫رباتیــک 7 درجــه آزادی پرداختــه شــد.‬ ‫تمرکـز بـر روی یـک سیسـتم بـا 61هـدف‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ب ـود.‬ ‫ـ‬ ‫عملکرد:اسـتفاده از فرکان ‌هـای بافاصلـه‬ ‫ـ‬ ‫سـ‬ ‫ـ‬ ‫مســاوی ب ‌جــای فرکان ‌هــای ه ‌خــوان‬ ‫م‬ ‫س‬ ‫ه‬ ‫ثابــت، عملکــرد را بــه طــور قاب ‌توجهــی‬ ‫ل‬ ‫افزایــش داد. دلیــل ایــن امــر م ‌توانــد‬ ‫ی‬ ‫تعــداد زیــاد فرکان ‌هــای موجــود باشــد‬ ‫س‬ ‫ک ـه انتخ ـاب بهتری ـن گزین ـه را ب ـرای ه ـر‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫کاربــر ممکــن م ‌کنــد.‬ ‫ی‬ ‫ایــن یافتــه نشــان م ‌دهــد کــه‬ ‫ی‬ ‫بهین ‌ســازی فرکانــس بــرای کاربــر‬ ‫ه‬ ‫خــاص، از بهین ‌ســازی بــرای نــرخ‬ ‫ه‬ ‫تاز ‌ســازی مانیتــور مه ‌تــر اســت.‬ ‫م‬ ‫ه‬ ‫سیســتم الــف: هــدف بــا 61 فرکانــس‬ ‫غیرهمخـوان بـا نـرخ تـازه سـازی مانیتـور‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ـ ـ‬ ‫(69/7 تــا 68/41 هرتــز بــا گام 64/0‬ ‫هرتــز).‬ ‫شکل1: توان‪ SSVEP‬محاسبه شده بر اساس معادله‬ ‫شکل 2: مسیر توصیف شده توسط ویلچر‬ ‫شکل3: دستورات ارسال شده به ویلچر بر اساس قدرت ‪SSVEP‬‬ ‫شکل4: دقت و نرخ انتقال اطالعات به دست آمده در جلسه آموزشی و آزمایشات 1 تا 4‬ ‫41‬ 

‫شماره 8 | پاییز3041‬

‫شماره 8 | پاییز3041‬ ‫جداول‬ ‫جــدول 1: نتایــج آزمایــش 1 و 2 (زمــان،‬ ‫تعــداد دســتورات، دقــت و نــرخ انتقــال‬ ‫اطالعــات )‬ ‫جــدول 2: نتایــج آزمایــش 3 (بــه جــز‬ ‫ســوژه 7 کــه بــه دلیــل مشــکل در‬ ‫تشــخیص محــرک چــپ شــرکت نکــرد)‬ ‫ج ـدول 3: نتای ـج آزمای ـش 4 (فق ـط ب ـرای‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫4 نف ـر از ش ـرکت کنن ـدگان)‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ج ـدول 4: پاس ـخ اف ـراد ب ـه نظرس ـنجی در‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫م ـورد خس ـتگی.‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫سیســتم ب: 61 هــدف بــا 8 فرکانــس‬ ‫غیرهمخــوان بــا نــرخ تــازه ســازی مانیتــور‬ ‫حداقـل دو فـاز منحصـر بـه فـرد بـرای تمایز‬ ‫ـ ـ ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫بیــن اهــداف.‬ ‫سیســتم پ: 61 هــدف بــا 4 فرکانــس‬ ‫غیرهمخــوان بــا نــرخ تــازه ســازی مانیتــور‬ ‫حداق ـل چه ـار ف ـاز منحص ـر ب ـه ف ـرد ب ـرای‬ ‫ـ ـ ـ ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫تمایــز بیــن اهــداف.‬ ‫سیسـتم ت: 61 هـدف بـا 4 فرکانس همخوان‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫بـا نـرخ تـازه سـازی مانیتـور (75/8، 01، 21‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫و 51 هرتـز) حداقـل چهـار فـاز منحصـر بـه‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫فـرد بـرای تمایـز بیـن اهـداف.‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫51‬ ‫همـه سیسـت ‌ها از تأخیـر فـاز بیـن‬ ‫م‬ ‫اهـداف اسـتفاده م ‌کننـد:‬ ‫ی‬ ‫سیســتم ب، پ، ت بــرای دســتیابی بــه‬ ‫61هــدف منحصرب ‌فــرد بــه آن نیــاز‬ ‫ه‬ ‫دارن ـد. سیس ـتم ال ـف از آن ب ـرای افزای ـش‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫تمای ـز بی ـن فرکان ‌ه ـای مج ـاور اس ـتفاده‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫سـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫م ‌کنــد. تأخیــر فــاز ب ‌صــورت آفالیــن‬ ‫ه‬ ‫ی‬ ‫شبی ‌ســازی م ‌شــود.‬ ‫ی‬ ‫ه‬ ‫خالصه آزمایش:‬ ‫آزمایــش‪ BCI‬بــا 61 هــدف روی 2 فــرد‬ ‫ـفالوگرام از 9‬ ‫ـالم ـام ش ـد. الکتروانسـ‬ ‫سـ انجـ ـ‬ ‫کانــال بــا فرکانــس نمونــه بــرداری 005‬ ‫هرتـز ثبـت شـد. امپدانـس الکترودهـا زیـر‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫01 کیل ـو اه ـم ب ـود. در ای ـن مطالع ـه، ی ـک‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫روش جدیـد بـرای طبق ‌بنـدی سـیگنا ‌های‬ ‫ـ ل‬ ‫ه ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫الکتروانســفالوگرافی در بانــد مــوج آلفــا بــا‬ ‫اسـتفاده از بیـم فـورم فضایـی - زمانـی [32]‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ارائــه شــده اســت. ایــن روش برخــاف‬ ‫رو ‌ه ـای قبل ـی ک ـه فق ـط فرکان ‌ه ـای‬ ‫سـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫شـ‬ ‫21 و 51 هرتـز را در نظـر م ‌گرفتند [21]‬ ‫ـ ی‬ ‫ـ‬ ‫و [52]، از فرکان ‌هــای هارمونیــک اول و‬ ‫س‬ ‫دوم (8 تـا 61 هرتـز و 8/51 تـا 23 هرتـز)‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫نیــز بــرای افزایــش دقــت طبق ‌بنــدی و‬ ‫ه‬ ‫کاهــش اثــر تداخــات اســتفاده م ‌کنــد.‬ ‫ی‬ ‫آزمایــش بــر روی دو فــرد انجــام شــد و‬ ‫شــامل دو بخــش بــود:‬ ‫تحریـک 61فرکانـس در سیسـت ‌های الف،‬ ‫ـم‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ب و پ و تحریـک 4 فرکانـس همزمـان بـا‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫نــرخ تاز ‌ســازی مانیتــور (60/06 هرتــز).‬ ‫ه‬ ‫در هـر بخـش، 02 دور بـا ترتیـب تصادفـی‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫فرکان ‌هــا انجــام شــد.‬ ‫س‬ ‫محر ‌هــا بــه صــورت صلیبــی بــا رنــگ‬ ‫ک‬ ‫معک ـوس ب ـه م ـدت 5 ثانی ـه نمای ـش داده‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫شــدند. بــرای پــردازش ســیگنال، ابتــدا‬ ‫از دو فیلتــر میــان گــذر بــرای اســتخراج‬ ‫فرکان ‌هـای هارمونیـک اول و دوم اسـتفاده‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫سـ‬ ‫شــد. ســپس، طــول بخ ‌هــای داده از 5‬ ‫ش‬ ‫ثانی ـه ب ـه 5/0ثانی ـه کاه ـش یاف ـت ت ـا ن ـرخ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫انتقــال اطالعــات)‪ (ITR‬شبی ‌ســازی شــده‬ ‫ه‬ ‫و بــا رو ‌هــای رایــج در تجزیــه وتحلیــل‬ ‫ش‬ ‫آفالیـن سیسـت ‌های ‪ BCI‬مطابقـت داشـته‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـم‬ ‫ـ‬ ‫باش ـد.‬ ‫ـ‬ ‫در ادامـه، الگوریتمـی بـرای انتخـاب بهترین‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ترکی ـب فرکان ‌ه ـا ب ـرای سیس ـت ‌های ب‬ ‫ـم‬ ‫سـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫و پ طراحـی شـد. ایـن الگوریتـم بـه طـور‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫ـ ـ ـ‬ ‫گام ب ـه گام فرکان ‌های ـی را ک ـه کمتری ـن‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫س ـ‬ ‫ـ‬ ‫کاه ـش دقـت را ب ـه همـراه دارن ـد، ح ـذف‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫م ‌کنــد تــا بــه 8 یــا 4 فرکانــس نهایــی‬ ‫ی‬ ‫ب ـرای ه ـر سیس ـتم برس ـد.‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫همچنیــن، بــرای افزایــش دقــت، فــاز‬ ‫بهینــه بــرای هــر سیســتم انتخــاب شــد.‬ ‫مطالعـات نشـان داد ‌انـد کـه فرکان ‌هـای‬ ‫سـ‬ ‫هـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫باالتــر از03 هرتــز خســتگی بینایــی را‬ ‫کاهــش م ‌دهنــد[42].‬ ‫ی‬ ‫ارگونومـی بایـد در مطالعـات آینـده بـرای‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫افزایــش راحتــی کاربــر در نظــر گرفتــه‬ ‫ش ـود. ب ـا ای ـن ح ـال، فرکان ‌ه ـای باالت ـر‬ ‫ـ‬ ‫سـ‬ ‫ـ ـ ـ ـ‬ ‫معمـوالً دقـت و یـا نـرخ انتقـال اطالعات را‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫کاهــش م ‌دهنــد[21].‬ ‫ی‬ ‫سیســتم الــف از فــاز بــرای افزایــش‬ ‫واریانــس بیــن اهــداف اســتفاده م ‌کنــد،‬ ‫ی‬ ‫درحال ‌کــه سیســت ‌های ب و پ و ت‬ ‫م‬ ‫ی‬ ‫بــرای ایجــاد 61 هــدف منحصرب ‌فــرد بــه‬ ‫ه‬ ‫تغییــر فــاز بیــن فرکان ‌هــای برابــر نیــاز‬ ‫س‬ ‫دارنــد. نهایتــاً، از طریــق مقایســه دقــت‬ ‫و نــرخ انتقــال اطالعــات (‪ )ITR‬چهــار‬ ‫سیسـتم الـف، ب، پ و ت، سیسـتم بهینـه‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫بــرای هــر فــرد انتخــاب شــد.‬ ‫نتایــج نشــان داد کــه اســتفاده از هــر دو‬ ‫هارمونی ـک اول و دوم دق ـت را نس ـبت ب ـه‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫اســتفاده از تنهــا هارمونیــک اول افزایــش‬ ‫م ‌دهــد.‬ ‫ی‬ ‫اســتفاده از فرکان ‌هــای تعیی ‌شــده‬ ‫ن‬ ‫س‬ ‫نــرخ تاز ‌ســازی بــرای هــر دو فــرد‬ ‫ه‬ ‫عملکـرد ضعی ‌تـری را بـه همـراه داشـت.‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫فـ‬ ‫ـ‬ ‫فـرد 1 بـا سیسـتم الـف بهتریـن عملکـرد‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫را داشــت، امــا سیســت ‌های ب و پ نیــز‬ ‫م‬ ‫عملکــرد عالــی ارائــه م ‌دادنــد.‬ ‫ی‬ ‫فــرد 2 بــا سیســتم ت بهتریــن عملکــرد‬ ‫را داشــت.‬ ‫مقایسهسیست ‌ها‬ ‫م‬ ‫سیســتم‪ C‬بــا متوســط نــرخ انتقــال‬ ‫اطالعـات 5/781بیـت در دقیقـه، باالتریـن‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫عملکــرد را در بیــن دو شــرکت کننــده‬ ‫داشــت.‬ ‫اختالف عملکرد‬ ‫عملکــرد بیــن دو شــرک ‌کننده متفــاوت‬ ‫ت‬ ‫بــود، ب ‌طور ‌کــه هــر کــدام بــا یــک‬ ‫ه ی‬ ‫سیس ـتم خ ـاص بهتری ـن نتیج ـه را کس ـب‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫کردنــد. ایــن امــر نشــان م ‌دهــد کــه‬ ‫ی‬ ‫تطبیــق سیســتم‪ BCI‬بــا کاربــر فــردی‬ ‫م ‌توانــد نقــش مهمــی در افزایــش‬ ‫ی‬ ‫کارایــی داشــته باشــد.‬ ‫ارائه محر ‌ها و سازماندهی اهداف‬ ‫ک‬ ‫ارائ ـه متوال ـی محر ‌ه ـا در ای ـن مطالع ـه،‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫کـ‬ ‫ـ‬ ‫ـ‬ ‫بــرای ایجــاد شــرایط برابــر بــرای همــه‬ ‫آنهــا مناســب بــود. باای ‌حــال، ایــن روش‬ ‫ن‬ ‫بــرای رابــط نهایــی کــه بایــد چندیــن‬ ‫مح ـرک را ب ـه ط ـور ه ‌زم ـان ارائ ـه ده ـد،‬ ‫ـ ـ‬ ‫ـ ـ م ـ‬ ‫ـ‬ ‫کارآمــد نخواهــد بــود.‬ ‫در سیســتم ‪ BCI‬نهایــی بــا 61 هــدف،‬ ‫احتمــال تداخــل بیــن اهــداف و کاهــش‬ ‫دقــت وجــود دارد. ســازماندهی اهــداف‬ ‫بــرای بــه حداقــل رســاندن ایــن اثــر‬ ‫تداخــل ضــروری خواهــد بــود.‬ ‫عملکردآنالین و خستگی بینایی‬ ‫بررسـی عملکرد سیسـتم ب ‌صـورت آنالین،‬ ‫ه‬ ‫61‬ 

https://flipbooks.fleepit.com/f-74749-__

Fleepit Digital © 2021