Tesis
Desarrollo de una interfaz cerebro computadora basada en potenciales evocados visuales.
Fecha
2017-10-20Registro en:
González Mendoza, Arturo. (2015). Desarrollo d. (Maestría en Ciencias en Ingeniería Electrónica). Instituto Politécnico Nacional, Sección de Estudios de Posgrado e Investigación, Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Unidad Zacatenco. México.e una interfaz cerebro computadora basada en potenciales evocados visuales.
Autor
González Mendoza, Arturo
Institución
Resumen
En este trabajo se reporta el desarrollo de una Interfaz Cerebro
Computadora (ICC) basada en Potenciales Evocados Visuales de Estado
Estacionario (PEVEE) que permite el control de dos aplicaciones. Las ICC
basadas en PEVEE son sistemas que interpretan las señales cerebrales
provocadas por una estimulación visual repetitiva. Esta señal cerebral es utilizada
como comando para interactuar con sistemas electrónicos.
La ICC desarrollada está constituida por tres elementos: Un monitor que
genera los estímulos visuales, una estructura reposa barbilla y un circuito que
permite acondicionar a los PEVEE. Para obtener el mejor PEVEE se propuso una
configuración espacial de los elementos que integran a la ICC. Esta configuración
espacial contempla que el campo visual y la postura ergonómica del usuario que
utiliza la ICC sean las óptimas.
Las aplicaciones desarrolladas para funcionar con la ICC consisten en un
teclado virtual y una interfaz que permite el accionamiento de un sistema móvil.
Con la finalidad de mejorar el desempeño de la ICC desarrollada se evaluaron y
determinaron los PEVEE con mayor amplitud provocados por las diferentes
características de un estímulo visual tales como: el área, el color, la separación
entre estímulos visuales, la figura geométrica del estímulo visual. También se
evaluó la influencia ejercida por el pestañeo de los ojos, y las ondas cerebrales
alfa en la detección e identificación de un PEVEE.
Se diseñó un teclado virtual el cual está constituido por 30 símbolos; tiene
las opciones de auto completar texto y un teclado pictográfico. El diseño del
teclado y sus opciones solo utilizan un estímulo visual al cual se le puede
configurar el color para reducir la fatiga visual.
Para evaluar el funcionamiento del teclado virtual se le pidió a un usuario
seleccionar 15 símbolos aleatorios, de los cuales se obtuvo un promedio de 11
indicando una eficiencia del 70%.
Aunque ambas aplicaciones de la ICC han funcionado satisfactoriamente se
deberán realizar pruebas con más usuarios para evaluar su funcionamiento ante
diferentes condiciones fisiológicas de estos, así como también darle más
envergadura al funcionamiento del sistema. Abstract
In this thesis the development of a Brain-computer interface (BCI) based on
Steady State Visual Evoked Potentials (SSVEP) that allows the control of two
applications is described. The SSVEP BCI is a system that translates brain signals
generated by repetitive visual stimulation into commands in order to interact with
electronic systems.
The developed BCI is integrated by three elements: A monitor that
generates visual stimuli, a chin rest structure and a circuit that allows the SSVEP
signal conditioning. In order to obtain the best SSVEP signal a spatial configuration
of the BCI elements was proposed. This spatial configuration considers the visual
field and ergonomic posture of the user that is going to use the developed BCI.
The developed applications controlled by the SSVEP BCI are a virtual
keyboard and an interface that allows the operation of a mobile system. In order to
improve the performance of the developed BCI, the SSVEP with the highest
amplitude was determined by evaluating different characteristics of a visual
stimulus such as the area, the color, the separation of visual stimuli, the geometric
shape of the stimulus visual as well as the influence of blinking of the eyes and
alpha brain waves were evaluated in order to determinate the influence of this
signals on the detection of a SSVEP signals.
The first BCI application that was developed is a virtual keyboard which
consists of 30 symbols: This keyboard has the option to auto complete text and a
pictographic keyboard. The keyboard layout and options only use one visual
stimulus to which you can set the color that has the purpose of avoiding eyestrain.
In order to evaluate the performance of the virtual keyboard a user had to
select 15 random symbols where just an average of 11 symbols was selected
indicating an efficiency of 70% performance of the virtual keyboard.
Although both systems have performed satisfactorily it’s recommended to
test these applications with more users in order to evaluate its performance