Controllo ambientale tramite BCI

(1)

ISTITUTO NAZIONALE PER L’ASSICURAZIONE CONTRO GLI INFORTUNI SUL LAVORO

CENTRO PER LA SPERIMENTAZIONE ED APPLICAZIONE DI PROTESI E PRESIDI ORTOPEDICI

DIREZIONERICERCAEFORMAZIONE

CENTRO PROTESI INAIL VIA RABUINA, 14 – 40054 VIGORSO DI BUDRIO (BO) TEL. 0516936111 – P. IVA 00968951004 – COD. FISC. 01165400589

Reg. No. 2286-A UNI EN ISO 9001 - 2008

Progetto D.3

Controllo ambientale tramite BCI

Il progetto D.3 prevedeva lo sviluppo di un software che consentisse il controllo dell'impianto domotico MyHome di Bticino mediante Brain‐Computer Interface.

Il software realizzato è in grado quindi, utilizzando una delle tecnologie di BCI (nello specifico la SS‐VEP, Steady State Visual Evoked Potential) di controllare, seppur in modo semplice, una casa domotica e quindi potenzialmente di consentirlo a persone affette da gravi disabilità quali, ad esempio, la SLA.

Generalità

Come è già di pubblico dominio, negli ultimi anni, sofisticate tecniche ingegneristiche hanno affrontato con successo le prime sfide di interazione tra cervello e computer.

Tali tecnologie vanno sotto il nome di BCI, interfacce tra computer e cervello, e si basano tutte sull'interpretazione dei segnali EEG (ElettroEncefaloGrafici), segnali elettrici rilevabili in superficie nelle regioni frontale, parietale, temporale e occipitale della testa.

Hardware

L'hardware si compone di:

1) Una periferica di acquisizione dei segnali EEG alla quale quindi si collegano i vari sensori che sono in grado di rilevare i segnali elettrici mediante una connessione attraverso uno speciale gel conduttivo che funge da ponte;

2) Uno stimolatore visuale.

Riguardo al primo, i sensori trovano posto in posizioni predefinite specificate su una particolare cuffia elastica che dev'essere indossata dall'utente. La connessione al computer avviene mediante interfaccia USB.

(2)

Reg. No. 2286-A UNI EN ISO 9001 - 2008

Progetto D.3

Riguardo al secondo, lo scopo è quello di fornire gli stimoli visuali che, opportunamente sincronizzati con il software di analisi, consentano di evocare una risposta specifica e rilevabile sui segnali EEG.

Software

Mediante le librerie di sviluppo fornite, i segnali acquisiti vengono elaborati da un algoritmo di analisi che ne decodifica il contenuto informativo. Tale algoritmo matematico, basato nel caso specifico su tecniche di analisi in frequenza, si compone di 2 parti principali:

1) training: analisi dei segnali con la finalità di individuare i parametri che consentano di effettuare un classificazione;

2) runtime: analisi dei segnali effettuata sulla base dei parametri, così come individuati al punto 1, con classificazione in realtime.

A valle dell'algoritmo matematico, che fornisce come detto la classificazione dell'attività cerebrale, un secondo modulo software si occupa di controllare le funzioni della casa domotica in base all'attività classificata.

Il software è stato inoltre modificato così da permetterne l'impiego mediante l'EMOTIV EPOC (disponibile presso il Laboratorio di Ausili e Domotica), un hardware già ingegnerizzato di facile installazione.

(3)

Reg. No. 2286-A UNI EN ISO 9001 - 2008

Progetto D.3

Il software realizzato è un primo importante passo verso la conoscenza di queste emergenti tecnologie sulle quali, ritengo, un istituto di rilevanza internazionale come il Centro Protesi debba mantenersi vigile ed attivo nella prospettiva di fornire nuove soluzioni ai propri pazienti e di mantenersi al passo con le più recenti tecnologie.