Molto presto i device EEG saranno a disposizione di tutti e faranno parte della quotidianità, come una volta i mainframe erano solo per i centri di ricerca ed ora sono appunto “personal comuter”. Stiamo entrando in una nuova fase dell’interazione fra l’uomo e l’ambiente circostante in cui dispositivi come Emotiv Epoc sono solo l’inizio.
Il punto di forza di Emotiv è l’aver realizzato un  hardware portatile per il mercato consumer che si presta alla realizzazione di un’applicazione BCI. In quest’ottica il computer scientist Matteo Tosato ha iniziato a sviluppare l’applicazione per windows EEG wave in collaborazione con Freedata e Integrational Mind Labs.

L’headeset è dotato di 16 elettrodi, di cui 2 di riferimento in grado di acquisire dati ad una frequenza di campionamento di 128 Hz fornendo così 128 valori di tensione per ogni elettrodo wet attivo. Più ci si spinge nell’uso del headset  più gli elettrodi si asciugano causando problemi di rumore che non tutti sono risolvibili via software.

Emotiv Epoc SDK

Emotiv fornisce un kit di sviluppo (SDK) per vari linguaggi di programmazione, C++, C#, Java per lo sviluppo di applicazioni desktop, web o mobile consentendo diverse operazioni come:

[1] Acquisizione dei valori di tensione per canale a 128 Hz.
[2] Interrogazione stato del dispositivo.
[3] Rilevamento di dati sull’emotività e di tipo cognitivo , algoritmi proprietari che non però non sono documentati.
[4] Possibilità di eseguire dei training per associare eventi a pattern di segnale.

Sviluppo di EEG wave

Il software TestBench fornito in dotazione con Emotiv visualizza lo spettro di frequenza di ogni canale, ma non implementa alcun tipo di visualizzazione che isoli frequenze specifiche, mentre sappiamo dell’esistenza di range di frequenza precisi utilizzati nello studio dei tracciati EEG come le frequenze Alfa, Beta, Delta e Theta.

Lo sviluppo dell’applicazione EEG wave si è concentrato sullo sviluppo di un algoritmo  per il rilevamento di risposte ‘evocate’ (ERP) in particolar modo la componente P300 è rilevabile con maggiore chiarezza visto il rumore dovuto in parte agli elettrodi wet.
EEG wave permette di isolare le frequenze dei segnali acquisiti tramite trasformata di Fourier (metodo utilizzato nello studio di segnali digitali), selezionare le frequenze interessate e riportare il segnale nel dominio del tempo tramite la trasformata inversa. In questo modo è possibile eliminiare via software alcune fonti rumorose, rimuovere la componente continua ed osservare la frequenza desiderata escludendo le altre. Permettendoci di quantificare il contributo di ciascuna frequenza nel segnale EEG di partenza.

P300 kit

Lo sviluppo di EEG wave si è così concentrato nello sviluppo di una serie di utility rivolte all’analisi e allo sfruttamento dei potenziali P300.

[1] Generare attraverso uno speller configurabile basato sul paradigma classico ‘oddball’ (Chapman and Bragdon 1964), treni di stimoli in grado di evocare dei potenziali correlati ad eventi (ERP).
[2] Inviare dei marker sul tracciato (in corrispondenza di ogni stimolo).
[3] Estrapolare dal tracciato le epoche da osservare basate sui marker inviati.
[4] Effettuare ‘l’averaging’ delle epoche ‘target’ e visualizzarne il risultato.

Infine fornire la possibilità di salvare le sessioni (epoche) e la configurazione dello speller in file xml per ricaricarli in seguito svincolandosi dall’acquisizione online o da file.

Sitografia

[1]Matteo Tosato, Andres Reyes, Brain Computer Interface: il futuro, ora, BrainFactor, 28/01/2013