تصور کنید فقط با فکر کردن، یک ویلچر رو هدایت کنید یا جمله‌ای رو بدون حرف زدن به رایانه منتقل کنید. این دقیقاً همون کاریه که سیستم‌های واسط مغز-رایانه یا همون BCI انجام میدن. توی این دوره قراره یاد بگیریم چطور چنین سیستم‌هایی رو از صفر طراحی کنیم.
س...
آموزش طراحی سیستم‌های واسط مغز-رایانه (BCI)
تصور کنید فقط با فکر کردن، یک ویلچر رو هدایت کنید یا جمله‌ای رو بدون حرف زدن به رایانه منتقل کنید. این دقیقاً همون کاریه که سیستم‌های واسط مغز-رایانه یا همون BCI انجام میدن. توی این دوره قراره یاد بگیریم چطور چنین سیستم‌هایی رو از صفر طراحی کنیم.
سیستم BCI اصلاً چیه؟ 🧠
سیستم‌های واسط مغز-رایانه پل ارتباطی مستقیم بین مغز انسان و رایانه هستن. توی این سیستم‌ها، فرد فقط با فکر و تصور کردن می‌تونه یه سامانه مثل ویلچر رو کنترل کنه. رایانه با پردازش سیگنال الکتریکی مغز (EEG) می‌فهمه که فرد به چی فکر کرده و دستور متناسب با اون تصور رو اجرا می‌کنه.
راستی، این سیستم‌ها توی دنیای فردا جایگاه ویژه‌ای خواهند داشت. فکر کنید بخش زیادی از کارهای روزمره‌تون رو بتونید فقط با فکر کردن و بدون هیچ حرکت فیزیکی انجام بدید!
کاربردهای سیستم‌های BCI چیه؟
به‌عنوان یه کاربرد عمومی، BCI می‌تونه سرعت انجام کارها رو بالا ببره و زندگی روزمره رو راحت‌تر کنه. اما امروزه جایگاه تخصصی‌تری هم پیدا کرده:
کمک به افراد ناتوان: کسانی که توانایی راه رفتن یا حرکت دادن دست‌هاشون رو ندارن، می‌تونن با فکر کردن یه ویلچر رو کنترل کنن.
بازگرداندن گویایی: افرادی که قدرت تکلم خودشون رو از دست دادن، می‌تونن با فکر کردن به جمله‌ی مورد نظرشون، رایانه رو از قصدشون آگاه کنن و رایانه اون جمله رو به‌صورت صوتی برای مخاطب بگه.
توی این دوره چی یاد می‌گیریم؟
اینجا اساس کار با EEG رو از پایه فرا می‌گیرید؛ از پیش‌پردازش و فیلتر کردن نویزها تا استخراج ویژگی و طبقه‌بندی. قدم‌به‌قدم اجزای یک سیستم BCI رو می‌سازیم تا به یه سیستم کارآمد برسیم.
دادگانی که باهاشون کار می‌کنیم، دادگان BCI Competition IV هستن که شامل چهار کلاس‌ان و باید بتونیم این چهار کلاس رو از هم جدا کنیم و در نهایت به دستورهای عملی توی یه سیستم اجرایی تبدیلشون کنیم.
ساده‌تر بگم: قراره یه سری سیگنال EEG که از قبل در اختیارمون گذاشتن رو پردازش کنیم و بفهمیم هر فرد به چی فکر کرده. تمرکز اصلی دوره روی پردازش سیگنال هست، بنابراین خیلی از اصولی که یاد می‌گیرید مختص BCI نیست و عملاً پردازش سیگنال الکتریکی مغزی رو به‌طور کامل تمرین می‌کنید.
چرا این دوره می‌تونه براتون مفید باشه؟
اگه دانشجوی مهندسی برق، کامپیوتر یا پزشکی هستید، این دوره یه پروژه‌ی واقعی و قابل ارائه به شما می‌ده.
اگه قصد ادامه تحصیل توی حوزه‌های نوروساینس، پردازش سیگنال زیستی یا تعامل انسان-رایانه دارید، این آموزش یه نقطه‌ی شروع عالیه.
اگه به‌دنبال یه موضوع بین‌رشته‌ای برای پایان‌نامه یا مقاله هستید، BCI یکی از داغ‌ترین حوزه‌هاست.
دوره در حال حاضر با تخفیف ویژه ارائه می‌شه، پس اگه مدت‌هاست به این حوزه علاقه دارید، فرصت مناسبیه.
جزییات فنی دوره
توی این آموزش با پردازش دادگان BCI Competition IV یه سیستم BCI کارآمد طراحی می‌شه. این دادگان شامل EEG از نه فرد در چهار کلاس زیر هستن:
تصور حرکت دست چپ
تصور حرکت دست راست
تصور حرکت هر دو پا
تصور حرکت زبان
مراحل پردازش به این صورته:
پیش‌پردازش: با فیلترهای زمانی و مکانی انجام می‌شه. فیلترهای استفاده‌شده شامل فیلتر زمانی میان‌گذر، فیلتر میان‌نگذر برای حذف نویز برق شهر، و فیلتر مکانی CAR هستن.
استخراج ویژگی: با الگوریتم CSP انجام می‌شه. CSP یکی از محبوب‌ترین روش‌ها برای استخراج ویژگی از دادگان تصور حرکته و در سراسر دنیا استفاده می‌شه.
انتخاب ویژگی: با روش SFFS انجام می‌شه. این یکی از روش‌های انتخاب ویژگی برداری (و نه عددی) هست که روی نتایج طبقه‌بندی اثر مستقیم داره.
طبقه‌بندی: با طبقه‌بند LDA انجام می‌شه که همواره در طبقه‌بندی ویژگی‌های CSP عملکرد خوبی از خودش نشون داده.
محتوای دوره
شماره
عنوان فصل
تعداد جلسات
مدت زمان
۱
معرفی BCI و دادگان BCI Competition
۳ جلسه
۰۱:۰۳ ساعت
۲
پیش‌پردازش
۶ جلسه
۰۱:۵۴ ساعت
۳
استخراج ویژگی
۸ جلسه
۰۲:۳۵ ساعت
۴
انتخاب ویژگی و طبقه‌بندی
۹ جلسه
۰۳:۰۱ ساعت
مشخصات کلی دوره
عنوان دوره: آموزش طراحی سیستم‌های واسط مغز-رایانه (BCI)
سطح: متوسط تا پیشرفته (نیاز به آشنایی مقدماتی با پردازش سیگنال)
زمان کل: حدود ۸ ساعت و ۳۳ دقیقه
پیش‌نیاز: آشنایی پایه با MATLAB و مفاهیم پردازش سیگنال
وضعیت قیمت: تخفیف ویژه
یه نکته کاربردی برای دانشجوها 💡
فرض کنید می‌خواید برای پروژه‌ی درسی‌تون یه سیستم تشخیص تصور حرکت طراحی کنید. با همون دادگان BCI Competition IV و همین زنجیره‌ی CSP → SFFS → LDA می‌تونید به دقت قابل قبولی برسید و نتایج رو توی گزارش پروژه‌تون ارائه بدید. خیلی از مقالات دانشجویی توی این حوزه دقیقاً از همین خط لوله استفاده می‌کنن، پس یادگیری‌ش عملاً یه سرمایه‌گذاری بلندمدته.
سوالات متداول
آیا برای شروع این دوره باید ریاضیات سنگین بلد باشم؟
نه لزوماً. تمرکز دوره روی پیاده‌سازی عملیه و مفاهیم ریاضی در حد نیاز توضیح داده می‌شن.
این دوره فقط برای طراحی BCI مناسبه؟
خیر. همون‌طور که اشاره شد، بخش زیادی از مطالب به پردازش سیگنال EEG مربوط می‌شه و توی حوزه‌های دیگه مثل تحلیل سیگنال‌های زیستی هم به کارتون میاد.
آیا با پایتون هم می‌شه پیاده‌سازی کرد؟
مفاهیم و الگوریتم‌ها مستقل از زبان‌ان؛ هرچند پیاده‌سازی‌های آموزشی معمولاً با MATLAB انجام می‌شن و انتقالشون به پایتون هم کار سختی نیست.
طراحی سیستم‌های واسط مغز-رایانه را با تخفیف ثبت‌نام کنید
