Ativação de um braço robótico utilizando modelos adaptativos de classificação em sinais cerebrais de imagética motora.

Abstract

Uma Interface Cérebro Máquina (ICM) é um sistema que permite a comunicação entre um indivíduo e dispositivos externos via sinais cerebrais. Esses sinais são respostas neurofisiológicas a algum estímulo, interno ou externo, e são utilizados para ativação de uma ICM. Uma das maneiras de ativação é através da imagética motora (IM). A IM é um processo cognitivo que representa a imaginação de um ato motor, sem efetivação do movimento. Alguns fenômenos relacionados a IM podem ser verificados através da eletroencafalografia (EEG), como a Sincronização/Dessincronização relacionada ao evento (SRE/DRE). A SRE/DRE é um processo de aumento ou redução de energia do sinal de EEG em relação a um EEG basal, antes ou após um processo motor e é utilizada como parâmetro para classificação de sinais de IM. Neste trabalho, investiga-se a classificação de sinais de IM de mão direita e IM de mão esquerda utilizando o filtro de Kalman (FK) para atualizar os modelos do classificador Análise Discriminante Linear, do inglês Linear Discriminant Analysis (LDA) e do método de extração de características Padrões Espaciais Comuns, do inglês Common Spatial Patterns (CSP). A metodologia de adaptação proposta tem duas etapas. Na primeira etapa são obtidos os modelos fixos do CSP e do LDA a partir de trechos de EEG separados para treinamento. Na segunda etapa, após a classificação de cada novo trecho de teste, os modelos do CSP e/ou LDA são atualizados. A abordagem proposta alcançou uma média global de acerto de 94,23% nos testes ordenados enquanto a média obtida nos modelos invariantes no tempo foi de 75,03%. Os resultados sugerem que os métodos invariantes no tempo e a combinação com o CSP invariante no tempo e o LDA adaptativo são promissores para implementação e aplicação de uma ICM-IM. Finalmente, a partir da classificação dos sinais de IM, ativa-se o manipulador robótico ED7220C para simular um processo de eletrólise, que consiste em dois banhos para o desengraxamento das peças e o banho eletrolítico.