只需要一块树莓派的板子,就可以做一个脑机接口?没有开玩笑,这位俄罗斯小哥 Rakhmatulin 还真做出来了,这接地气的设备只用一块树莓派板子做处理器,可以实时处理八个大脑电信号:
不信来看看实时信号图像:
这些有规律的波形就是大脑在进行活动时产生的电信号。
目前这个项目已经开源,成本也不高,如果想自己动手做一个脑机接口,机不可失,赶快来学一学~
树莓派脑机接口在制作设备之前,我们要先有一个大致的框架。脑机接口的框架很好理解:首先从脑壳上读取生物电信号,然后传到处理器中处理,最后用输出信号控制其他设备。
所以第一步就是要读取脑中的生物信号,为此 Rakhmatulin 做了一个小帽子(下图左边),上面有 8 个电极(下图右边)。
这 8 个电极的位置是依据国际 10-20 系统(如下图)的脑电图检测电极位置来确定的,其中首字母代表大脑不同的分区,例如 F 为额叶,P 是顶叶,T 是颞叶等:
▲ 图注:国际 10-20 系统
当大脑在进行不同的活动时,也会同时产生可以区分的电信号模式。这样这些电极就可以检测到电信号,用以进行后续的分析处理。
有了脑信号之后,接下来第二步,就是对信号的处理了。这里用树莓派第三代或者是第四代都可以,如下的电路图显示了小黄板上的电路结构:
上图中左边 10 个管脚中的 8 个接小帽子上的 8 个电极,1 个接参考电平,1 个接偏移信号。右边的管脚用来传输数据,采样率为每秒 250 次到每秒 16000 次。Rakhmatulin 已经在 GitHub 开源了实时信号检测和处理的代码。