树莓派都能做脑机接口了：实时处理 8 个电极信号，人人用得起，项目已开源

只需求一块树莓派的板子，便做一个脑机接口？没有开玩笑，这位俄罗斯小哥 Rakhmatulin 还真做出来了，这接地气的装备只用一块树莓派板子做处分器，能够及时处分八个大脑电灯号：

不信来看看及时灯号图像：

这些有规则的波形即是大脑在举行举止时发生的电灯号。当前这个项目曾经开源，老本也不高，若想本人着手做一个脑机接口，机不行失，连忙来学一学~

树莓派脑机接口

在制作装备以前，我们要先有一个大抵的框架。脑机接口的框架非常好明白：开始从脑袋上读取生物电灯号，而后传到处分器中处分，末了用输出灯号掌握其余装备。

因此初次步即是要读取脑中的生物灯号，为此 Rakhmatulin 做了一个小帽子（下图左边），上头有 8 个电极（下图右侧）。

这 8 个电极的地位是根据国际 10-20 体系（以下图）的脑电图检验电极地位来确定的，此中首字母代表大脑差别的分区，比方 F 为额叶，P 是顶叶，T 是颞叶等：

▲图注：国际 10-20 体系

当大脑在举行差别的举止时，也会同时发生能够辨别的电灯号模式。如许这些电极便检验到电灯号，用以举行后续的剖析处分。

有了脑灯号以后，接下来其次步，即是对灯号的处分了。这里用树莓派第三代大概是第四代都能够，以下的电路图表现了小黄板上的电路布局：

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 个接偏移灯号。右侧的管脚用来传输数据，采样率为每秒 250 次到每秒 16000 次。Rakhmatulin 曾经在 GitHub 开源了及时灯号检验和处分的代码。

接上电源、表现器，戴上小帽子以后，硬件片面就万事俱备了：

▲图注：硬件片面

当今我们要做的即是做少许简略的行动，让大脑发生电灯号。在测试中，Rakhmatulin 接纳了“品味”和“眨眼”这两个行动。

每次做品味行动的时候，电灯号都邑有一个峰值出现，为了能够或许从波形图上清楚地看到脑灯号的变更，小哥共做了四组品味行动，每组顺次品味 4 下、3 下、2 下、1 下，形成一串峰值。

而后通过处分器纪录八个电极发生的八条灯号（从上至下）以下图：

从上图能够非常明显地看出，每一次行动都有对应的电灯号峰值出现，而且根据行动次数分列。在品味行动以后，小哥又做了四组眨眼的行动，每组眨眼次数也顺次是 4、3、2、1 下。

一样地，这些电灯号变更也被纪录了下来（以下图）。此中前四组颠簸是品味的电灯号，后四组颠簸是眨眼的电灯号：

通过带通滤波器以后波形加倍清楚，4、3、2、1，4、3、2、1… 像是脑灯号在跳播送体操：

到这里，脑机接口的任务就曾经实现了，从处分器中输出的灯号能够接到其余装备上去，形成差别的指令，比方指挥机器臂，玩具车，无人机等等。怎么样？是不是非常简略？全程没有复杂的硬件装备，本人在家便做，有前提的能够动起手来啦~

若着实不想着手，也能够或许关注小哥官网的宣布，众筹举止即将上线：

作者简介

这个项目的开辟者 Ildar Rakhmatulin 是一名电气工程师，毕业于俄罗斯南乌拉尔国立大学。

这哥们在做脑机接口以前，还用树莓派做了一个检验蚊子的处分器，还能够发射激光消灭蚊子。

最近，他还和伙伴 Sebastian Völkl 一路谋划一家公司，有望能供应给人们经济实惠的脑机接口装备。