Έλεγχος σε πραγματικό χρόνο ενός ρομποτικού χεριού μέσω επιφανειακών ηλεκτροεγκεφαλογραφικών σημάτων
Loading...
Date
2023-10-05
Authors
Σπεράνσκι, Κωνσταντίνος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η παρούσα διπλωματική εργασία επιχειρεί να εισέλθει σε ένα ταχέως αναπτυσσόμενο επιστημονικό πεδίο, διερευνώντας τις δυνατότητες κατασκευής ενός ρομποτικού βραχίονα που κατευθύνεται από ηλεκτροεγκεφαλογραφικά (EEG) σήματα που προέρχονται από τον εγκέφαλο. Οκύριος στόχος είναι η αναγνώριση των κινήσεωντων δακτύλων του δεξιούχεριού μέσω των σημάτων EEG.Στη συνέχεια, εξετάζονται οι δυνατότητες για τον έλεγχο σε πραγματικόχρόνο ενός ρομποτικού χεριού με τη χρήση οικονομικώς αποδοτικού υλικού.Επιπλέον, στα πλαίσια της εργασίας συγκεντρώθηκαν ηλεκτροεγκεφαλογραφικάδεδομένα από επτά υγιή άτομα, με ηλεκτρόδια στρατηγικά τοποθετημένα στοτριχωτό της κεφαλής. Οι συμμετέχοντες καθοδηγήθηκαν να εκτελέσουν προκαθορισμένες χειρονομίες — την απομονωμένη κίνηση κάθε δακτύλου καιτη δημιουργία γροθιάς.Η άσκηση, στην οποία οι εθελοντές συμμετείχαν ενεργά, οδήγησε στη συσσώρευση ενός πολύτιμου συνόλου δεδομένων EEG. Η επόμενη φάση
περιελάμβανε την επεξεργασία και ανάλυση αυτών των δεδομένων, με τελικό
στόχο τη χρήση διαφόρων αλγορίθμων ταξινόμησης επιβλεπόμενης μάθησης για την αποκρυπτογράφηση των μοτίβων που περιέχονταν σε αυτά.
Εφαρμόστηκε η μέθοδος Ανεξάρτητης Ανάλυσης Συνιστωσών (ICA) στα σήματαEEG, η οποία βελτίωσε σημαντικά τα αποτελέσματα της ταξινόμησης,
συμβάλλοντας στην επίτευξη του στόχου της ακριβούς αναγνώρισης
χειρονομιών. Επιπλέον, η μέθοδος αυτή διευκόλυνε την ανάλυση και
κατανόηση των σημάτων EEG.Ο ρομποτικός βραχίονας κατασκευάστηκε σύμφωνα με τα σχέδια ανοικτού κώδικα του InMoov, με εξαρτήματα που εκτυπώθηκαν χρησιμοποιώντας νήμα PLA. Για την ενεργοποίηση του χεριού χρησιμοποιήθηκαν πέντε σερβοκινητήρες, καθένας από τους οποίους αντιστοιχούσε σε ένα συγκεκριμένο δάχτυλο. Επιπλέον, αναπτύχθηκε λογισμικό σε C++, το οποίο εγκαταστάθηκε στην πλατφόρμα Arduino Portenta H7, υπεύθυνη για τον έλεγχο του ρομποτικού χεριού σε πραγματικό χρόνο.
Description
Keywords
Ηλεκτροεγκεφαλογράφημα, Ρομποτικοί βραχίονες, Μηχανική μάθηση