ارزيابي روش هاي رگرسيون غيرخطي براي رمزگشايي نيرو با استفاده از سيگنال هاي قشر حركتي مغز

كارشناسي ارشد

يكي از كاربردهاي مهم سيستم¬هاي BCI، كنترل پروتز عصبي به منظور بازيابي عملكرد دست افراد مبتلا به فلج در اندام¬هاي فوقاني مي¬باشد. توانايي گرفتن اجسام، يكي از ابتدايي¬ترين نيازها براي انجام كارهاي روزانه است و براي عملكرد صحيح پروتز عصبي به منظور گرفتن اجسام، فشردن يك دكمه و به طور كلي انجام برخي حركات نرم و دقيق، لازم است كاربر بتواند مقدار نيروي لازم براي گرفتن اجسام را كنترل كند. به همين دليل افزايش دقت رمزگشايي پيوسته نيرو، موضوعي مهم براي عملكرد صحيح اين نوع سيستم¬هاي BCI مي¬باشد. در اغلب پژوهش¬هاي صورت گرفته در زمينه رمزگشايي نيرو، از مدل¬هاي خطي مانند فيلتر وينر، فيلتر كالمن، PLS و .. به منظور رمزگشايي نيرو استفاده شده و تاكنون تاثير استفاده از مدل¬هاي غيرخطي كه ارتباطات پيچيده¬تري بين ويژگي¬هاي سيگنال مغزي در نظر مي¬گيرند، بر رمزگشايي نيرو مورد بررسي قرار نگرفته است. هدف ما در اين پايان¬نامه، استفاده از چند مدل غيرخطي براي رمزگشايي نيرو، ارزيابي و مقايسه اين روش¬ها با يكديگر و ارائه يك مدل غيرخطي مناسب است كه دقت رمزگشايي نيرو را بهبود بخشد. بدين منظور از روش¬هاي مبتني بر توابع كرنل kernel ridge، kernel PCR، kernel SVR؛ شبكه¬هاي عصبي پرسپترون، RBF وELM ؛ مدل¬هاي تعميم¬يافته خطي و الگوريتم¬هاي PLS غيرخطي استفاده نموده و عملكرد آنها را با هم مقايسه كرده¬ايم. از بين اين روش¬ها، رمزگشايي نيرو با استفاده از روش kernel ridg بهترين دقت را دارد. پس از بررسي مزايا و معايب هر كدام از اين روش¬ها، روش PLS غيرخطي جريمه شده (NLS PLS) را ارائه كرده و عملكرد آن را با روش¬هاي پيشين مقايسه كرده¬ايم. دقت رمزگشايي نيرو با استفاده از روش NLS PLS بيشتر از ديگر روش¬ها بوده و ميانگين ضريب همبستگي بين نيروي تخمين زده شده و اندازه گيري شده برابر 0.73 و R2 برابر 0.63 بوده است.

191891

دانشگاه علم و صنعت ايران

بيوالكتريك

دكتر محمدرضا دليري