Controle on-line de um manipulador robótico por meio de um sistema BCI-SSVEP.

Abstract

Um sistema BCI (Brain Computer Interface) é definido como uma interface que fornece ao cérebro humano um canal de comunicação e controle não muscular. Diante desta definição, sistemas BCI vêm atuando no controle de aplicações assistivas para pacientes com algum tipo de deficiência física. No caso desta monografia, todas as principais etapas envolvidas no processo de implementação de um sistema BCI foram desenvolvidas. Tais etapas podem ser descritas como: aquisição de sinais cerebrais, pré-processamento dos dados coletados, extração de características, seleção de atributos, classificação linear e integração do sistema com uma aplicação externa. Os sinais cerebrais foram coletados por meio de eletroencelografia, utilizando 16 eletrodos posicionados nas zonas occipital, parietal e no córtex central do cérebro humano, aplicando a ténica de estímulação visual sob o paradigma Steady State Visually Evoked Potential (SSVEP) nas frequências de 6, 10, 12 e 15 Hz. Duas técnicas de extração de atributos foram avaliadas: periodograma de Welch e Short Time Fourier Transform (STFT). Os resultados mostraram que o método da STFT fornece taxas de acerto superiores na maioria dos cenários analisados, acima de 90% para algumas frequências. O sistema BCI desenvolvido foi integrado a um manipulador robótico, e dois voluntários obtiveram êxito na execução de uma tarefa de controle, que consistia no deslocamento de um bloco de espuma. A tarefa foi executada de forma mais lenta e necessitando de mais comandos, devido as taxas de erro do sistema quando comparado ao controle do manipulador por métodos convencionais de interação, como o teclado. Entretanto, o sistema BCI-SSVEP desenvolvido foi capaz de alcançar os objetivos propostos com taxas mínimas de erro percentual médio.