EEG-perustainen aivokäyttöliittymä visuaalisella ja haptisella palautteella

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Kauhanen, Laura; DI
dc.contributor.author Palomäki, Tapio
dc.date.accessioned 2011-12-08T09:21:24Z
dc.date.available 2011-12-08T09:21:24Z
dc.date.issued 2007
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/964
dc.description.abstract Tehokas koehenkilöiden oppiminen palautteen avulla on tärkeää aivokäyttöliittymä tutkimuksessa. Suurimmassa osassa aiemmista tutkimuksista koehenkilöt ovat saaneet palautteen visuaalisena; toiset palautemodaliteetit voisivat paremmin palvella potilaita, joilla on näkövammoja ja käyttäjiä, jotka tarvitsevat näkökykyä muualla. Aiemmissa tutkimuksissa auditiivinen palaute oli merkittävästi huonompi koehenkilöiden opetuksessa kuin visuaalinen palaute. Haptinen (tunto) palaute voisi sopia paremmin aivokäyttöliittymille. Kuusi liikuntakykyistä, ensikertalaista koehenkilöä saivat haptista tai visuaalista palautetta tai molempia erillisissä sessioissa opetellessaan kaksiluokkaisen aivokäyttöliittymän hallintaa vasemman ja oikean käden kuvittelulla. Kokeita varten toteutettu TKK BCI komponentteineen kykenee reaaliaikaiseen signaalin mittaukseen, signaalien käsittelyyn, palautteen antamiseen ja sovellusten ohjaamiseen. Palautetta annettiin kerran sekunnissa joko näytöllä tai haptisilla elementeillä, jotka kiinnitettiin koehenkilön kaulan alaosaan. Koehenkilöt saavuttivat keskimäärin 67 % luokittelutuloksia haptisella palautteella ja 68 % visuaalisella palautteella. Yksi koehenkilö saavutti jopa 88.8 % luokittelutuloksen yhdessä sessiossa. Piirrevalinnalla löydetyt vakaat sensorimotoriset rytmit taajuuksien 8-12 Hz ja 18-26 Hz välissä tuottivat parhaimmat tulokset. Haptinen stimulaatio aiheutti vain vähän näkyvää häiriötä taajuusalueella 8-30 Hz. Tulokset tästä tutkimuksessa näyttävät, ettei haptisen ja visuaalisen palautteen välillä ole selkeää eroa koehenkilöiden oppimisessa. Suurin osa koehenkilöistä kokivat haptisen palautteen luonnolliseksi ja miellyttäväksi. Haptinen palaute voi näistä seikoista johtuen korvata visuaalisen palautteen ja vapauttaa näkökyvyn muihin tehtäviin. Tulosten vahvistamiseksi on tarpeellista tehdä jatkotutkimuksia liikuntakyvyttömillä oikeissa kotiympäristöissä. fi
dc.description.abstract Efficient training of subjects with feedback is essential to brain-computer interface (BCI) research. In most previous studies, subjects have mostly received visual feedback; other feedback modalities could, however, better serve patients with visual impairment and in tasks, which allocate visual attention. In previous studies auditory feedback was significantly worse than visual feedback during subject training. Haptic feedback (vibrotactile stimulation) could be better suited for brain-computer communication than auditory feedback. Six able-bodied subjects without previous BCI experience received haptic or visual feedback or both in separate sessions while learning to control a two-class BCI using imagery of left and right hand movements. A BCI system was designed and implemented for the experiments. The TKK BCI consists of components capable of real-time signal acquisition, signal processing, feedback, and control of applications. The feedback was presented once every second either on a screen or with haptic elements attached to the base of the subject's neck. The subjects achieved average classification accuracies of 67% with haptic and 68% visual feedback. One subject achieved as high as 88.8% accuracy in a single session. Stable features selected from sensorimotor rhythms within the 8-12 Hz and 18-26 Hz frequency bands provided the highest accuracies. Only minor interference using haptic stimulation was observed within the 8-30 Hz frequency band. The results indicate no clear differences between learning with haptic or visual feedback. Most subjects felt haptic feedback natural and comfortable. Haptic feedback could thus substitute for visual feedback, and render vision available for other concurrent tasks. Further studies especially with motor-disabled patients in real home environments will be necessary to confirm the results. en
dc.format.extent 69
dc.format.mimetype application/pdf
dc.language.iso en en
dc.publisher Helsinki University of Technology en
dc.publisher Teknillinen korkeakoulu fi
dc.subject.other Electrical engineering en
dc.subject.other Biotechnology en
dc.subject.other Mathematics en
dc.title EEG-perustainen aivokäyttöliittymä visuaalisella ja haptisella palautteella fi
dc.title EEG-based brain-computer interface with visual and haptic feedback en
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö fi
dc.contributor.department Department of Electrical and Communications Engineering en
dc.contributor.department Sähkö- ja tietoliikennetekniikan osasto fi
dc.subject.keyword electroencephalography en
dc.subject.keyword brain-computer interface en
dc.subject.keyword visual feedback en
dc.subject.keyword haptic feedback en
dc.subject.keyword continuous imagery en
dc.subject.keyword sensorimotor rhythms en
dc.subject.keyword skill learning en
dc.subject.keyword elektroenkefalografia fi
dc.subject.keyword aivokäyttöliittymä fi
dc.subject.keyword visuaalinen palaute fi
dc.subject.keyword haptinen palaute fi
dc.subject.keyword jatkuva kuvittelu fi
dc.subject.keyword sensorimotoriset rytmit fi
dc.subject.keyword taitojen oppiminen fi
dc.identifier.urn urn:nbn:fi:tkk-007655
dc.type.dcmitype text en
dc.programme.major Computational engineering en
dc.programme.major Laskennallinen tekniikka fi
dc.programme.mcode S-114
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.contributor.supervisor Jääskeläinen, Iiro; Prof.
dc.programme Elektroniikan ja sähkötekniikan koulutusohjelma fi
dc.contributor.lab Laboratory of Computational Engineering en
dc.contributor.lab Laskennallisen tekniikan laboratorio fi
dc.location P1 fi


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account