التحكم الوكيل في الوقت الحقيقي للإشارات الطرفية ذات المعلمات باستخدام واجهة الحلقة القريبة

الغرض العام من هذه الواجهة هو دراسة تأثير زيادة إشارة بولي على اكتساب الوعي الجسدي. ويتم ذلك من خلال تصميم واجهة حلقة مغلقة عامة ، يمكن استخدامها مع تقنيات مختلفة يمكن ارتداؤها على الاجهزة التجريبية المختلفة ويمكن تطبيقها على مجموعات سكانية مختلفة. في هذا العمل نقدم واجهة عامة لعينة واجهات وتطبيقاتها وتأثيرها على النظام البشري.

الخطوة الأولى من التصميم هي استخدام مختلف التقنيات القابلة للارتداء التي تسمح بتسجيل الإشارات التي تأتي من مستويات مختلفة من الجهاز العصبي. الخطوة الثانية هي استخدام طبقة Lab Streaming لتحقيق التسجيل المتزامن وتدفق الإشارات في الوقت الفعلي. في الخطوة الأولى ، يتم سحب بيانات الدفق بواسطة التعليمات البرمجية ، التي تم تطويرها بلغة تفضيلنا حيث يتم إجراء التحليل في الوقت الفعلي واستخراج الميزة لإشارة مختارة.

وبالتالي ، على الخطوة الأربع ، يعاني المشاركون من التعزيز الحسي للميزات المستخرجة مثل الخرائط السمعية لمعدل ضربات القلب إلى إيقاع الأغنية أو التمثيل البصري لحركاتهم. وأخيرا، من خلال زيادة مستمرة في الوقت الحقيقي معلومات الجسم، ونحن إغلاق حلقة من التفاعل تتكشف بين واجهة والمشارك. وقد ولدت التحقيقات حول كيفية الدماغ قد السيطرة على أجسامنا تصميم واجهات آلة الدماغ.

التي تسخر إشارات الجهاز العصبي للسيطرة على جهاز خارجي مثل الهيكل الخارجي أو الذراع الروبوتية. نحن هنا نقدم واجهات حلقة مغلقة التي تسخر إشارات الجهاز العصبي وزيادة لهم باستخدام وحدة الحسية لمساعدة المشاركين في الحصول على السيطرة على أجسادهم. بعض السمات الأساسية أو من تصميمنا هي واحدة ، وتسجيل متزامن للبيانات القادمة من تقنيات مختلفة للتحقيق في مستويات مختلفة من الجهاز العصبي واثنين هو تدفق البيانات وتحليل البيانات لزيادة في الوقت الحقيقي في كل من دراسات العينة ، استخدمنا ردود الفعل الصوتية ولكن في واجهة حلقة مغلقة الصوت والراقصات السالسا كانت تستجيب لوتيرة الموسيقى التي تم التحكم فيها في الوقت الحقيقي ، استنادا إلى إيقاع القلب.

لتحقيق ذلك نستخدم لغة البرمجة الموسيقية ، ماكس للسيطرة على سرعة تشغيل الملفات الصوتية. يتم إنشاء أجهزة الاستشعار التقاط الراقصات، وضربات القلب والقلب المصفاة قمم R باستخدام سيناريو بيثون. ثم يتم نقل هذه القيم الذروة في الوقت الحقيقي إلى ماكس عن طريق التحكم الصوتي المفتوح.

أولا ساعدنا المشارك وضع على الصمام القائم على الحركة التقاط زي وتعلق عليه، وحدة تحكم لاسلكية بقيادة بهم. بعد تشغيل الخادم، افتح مستعرض ويب، وأدخل عنوان IP الخاص بجهاز الخادم، ثم سجل الدخول. إذا كانت هذه الخطوة ناجحة سيتم فتح إدارة التكوين.

ثم افتح واجهة نظام التقاط الحركة وانقر فوق الاتصال. لبدء تدفق البيانات من علامات led. بمجرد تأسيس الاتصال، سيتم عرض موضع العلامات على العالم الافتراضي للواجهة.

انقر بزر الماوس الأيمن على الهيكل العظمي على الجانب الأيمن من النافذة وحدد هيكل عظمي جديد لاختيار رسم الخرائط علامة. ثم انقر بزر الماوس الأيمن على الهيكل العظمي مرة أخرى وحدد توليد هيكل عظمي. تأكد من أن المشارك هو طرح في تي تشكل.

إذا تم تنفيذ كافة الخطوات بشكل صحيح سيتم إنشاء الهيكل العظمي. لتدفق البيانات الهيكل العظمي إلى LSL حدد الإعدادات والخيارات من القائمة الرئيسية. فتح OWL المحاكي وتأكد من أن قمت بالنقر فوق بدء البث المباشر.

بعد ذلك، ساعد نفس المشارك في وضع غطاء رأس تخطيط كهربية الدماغ. ملء الأقطاب الكهربائية مع هلام موصل عالية ووضع الكابلات الكهربائية. ثم قم بتوصيلها في الشاشة اللاسلكية وتشغيله.

فتح واجهة نظام تخطيط كهربية الدماغ وحدد استخدام جهاز واي فاي. حدد الجهاز وانقر فوق استخدام هذا الجهاز، انقر على أيقونة الرأس. حدد البروتوكول الذي يسمح بتسجيل جميع أجهزة الاستشعار 32 وانقر فوق تحميل.

تأكد من أن بيانات الدفق تناسبها ويتم عرضها جميعا على الواجهة. لجمع بيانات نشاط القلب، استخدم إحدى قنوات تخطيط كهربية الدماغ لتوصيل كابل تمديد تخطيط كهربية الدماغ. استخدم قطبا كهربائيا لزجا لوضع الطرف الآخر من الامتداد أسفل القفص الصدري الأيسر للمشارك مباشرة.

حدد موقع تطبيق LSL لنظام التقاط الحركة في مجلد LSL وتشغيله بالنقر المزدوج على الرمز المقابل. على الواجهة تعيين عنوان الملقم الصحيح انقر فوق الارتباط. بالنسبة لتدفق بيانات تخطيط كهربية الدماغ و ECG، لا يلزم اتخاذ خطوات إضافية.

المقبل نحن تحديد موقع التطبيق مسجل المختبر، والذي يقع أيضا في المجلد LSL. تشغيل التطبيق عن طريق النقر المزدوج عليه. إذا لم يتم عرض كافة أنواع البيانات الخاصة بالتقاط الحركة ونظام تخطيط كهربية الدماغ في سجل اللوحة للتدفقات، فانقر فوق التحديث.

حدد الدليل والاسم على لوحة موقع التخزين ثم انقر فوق بدء لبدء جمع البيانات. تنفيذ MATLAB أو Python أو التعليمات البرمجية الأخرى التي تتلقى بيانات الدفق وتعالجها وتزيدها. LSL تمكن تدفق البيانات في العديد من منصات البرمجة.

وهي تستخدم الأهداف المقابلة لأمثلةها الحالية الموصوفة في المخطوطة. قم بزيارة رابط GitHub الخاص بنا. في السوق هناك العديد من التقنيات التي تخلق النواتج الحسية.

بعض الأمثلة الشائعة هي: مكبرات الصوت والأضواء والشاشات وغيرها من الأجهزة الأقل شيوعا ، مثل هزازات الأجهزة اللمسية ، واجهات gustatory والذهبانية. في واجهة حلقة مغلقة الصوت تمكنا من زيادة معدل ضربات القلب رقميا. باستخدام لغة البرمجة الموسيقية ماكس، ونحن قادرون على التحكم في سرعة تشغيل الملفات الصوتية.

يتم نقل قمم القلب R المصفاة التي تتم طباعتها إلى وحدة التحكم من برنامج Python النصي إلى Max. هناك يتم قياس وقت الفاصل الزمني بين الذروة وتحويلها إلى يدق في الدقيقة الواحدة. يتم تحجيم البيانات لإنشاء نطاق بين الصفر، وأبطأ سرعة تشغيل ممكنة، وسرعة التشغيل القصوى.

على هذه السلسلة متصلة واحدة يساوي سرعة التشغيل العادية، 0.5 يساوي نصف السرعة واثنين يساوي سرعة التشغيل المزدوج. ويمكن استخدام تصميم واجهة عامة في مختلف السكان. بروتوكولها والأمثلة التي تستخدم هنا لتقديم دليل على مفهوم لا تقتصر على مجموعة معينة.

وعلاوة على ذلك، تم تصميم واجهات حلقة مغلقة لاستكشاف حدسي وتعلمها. على الرغم من أنه لا ينبغي أن تكون هناك حاجة للتعليمات كجزء من الإجراء التجريبي. في دراسة واجهة حلقة مغلقة الصوت من التفاعل dyadic الحقيقي، تفاعلت اثنين من راقصي السالسا مع واجهة التي تستخدم معدل ضربات القلب الراقصات لتغيير سرعة الأغنية.

وأدى الراقصون روتينا جيدا ورقصة مرتجلة. في كل حالة قاموا بتنفيذ النسخة الأصلية من الأغنية مرة واحدة ومن ثم انها تغيير القلب الإصدار مرتين. من البيانات التي تم جمعها نقدر التوقيعات غاما ستوشاستيك من مستخرج طفرات الحركة الصغيرة.

هنا نلاحظ وظائف الكثافة الاحتمالية المقدرة للقلب وبيانات الموسيقى. تظهر أرقام المخدرات مجموعات القلب ، وهو جهاز لاإرادي ، من الحالة الأولى التي ترقص الأغنية في شكلها الأصلي. إلى الحالة ثاني وثالثة يرقص القلب يغير أغنية.

يتوافق الشكل الأيسر مع التسجيلات الثلاثة للرقص العفوي ، في حين أن الشكل الصحيح للتسجيلات الثلاثة للرقص المتعمد. على الأرقام السفلية يمكننا أن نلاحظ مجموعات المقابلة من الصوت لعبت. هنا مجموعات لها اتجاه معارض.

في دراسة واجهة الحلقة المغلقة السمعية البصرية للتفاعل dyadic الاصطناعية ، تفاعل ستة مشاركين مع واجهة تخلق الصورة الرمزية التي تعكس العيش. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يدمج الأصوات المعتمدة على وضع الورك. كان المشاركون ساذجين فيما يتعلق بالغرض من الدراسة؛ وكان عليهم التجول في الغرفة ومعرفة كيفية التحكم في الصوت الذي سيظهر بشكل مدهش أثناء مرورهم عبر منطقة الاهتمام.

وتبين الأرقام وظيفة كثافة الاحتمال والتوقيعات المقابلة غاما لبيانات سرعة الورك من 60 مشاركا في التحكم صديق، C1 إلى C6 عندما كانوا داخل وخارج المنطقة ذات الاهتمام. وتسلط النتائج الضوء على الاختلافات الشخصية في سلوك المشاركين عندما يكون داخل المنطقة أو خارجها. من الناحية التجريبية وجدنا أن التوقيعات الموجودة في الزاوية السفلى اليمنى من طائرة غاما هي تلك الخاصة بالرياضيين والراقصين الذين يؤدون حركات عالية المهارة ، والتوقيعات التي تقع على المنطقة العليا اليسرى تأتي من مجموعات بيانات الجهاز العصبي مع الأمراض.

لذلك، يمكننا أن نلاحظ أن التوقيعات من سرعة الورك للسيطرة ثلاثة وأربعة تكشف عن أنماط محرك أكثر صحة عندما داخل حجم. وعلى النقيض من ذلك، فإن بقية المشاركين يعرضون النمط المعاكس. ويمكن استخدام هذا النهج على حد سواء للحصول على فهم أكبر للعلاقة بين حركات الراقصة والصوت.

ويمكن أيضا أن تستخدم لاستكشاف نهج جديدة لتكوين الموسيقى التي تقودها المعلومات الجسدية في الوقت الحقيقي، وتحويل صنع الموسيقى إلى تجربة زيادة إشارة الجسم والتنمية والبحث على واجهات حلقة مغلقة يمكن أن تستفيد العديد من اضطرابات الجهاز العصبي. ويمكن أيضا أن تستخدم في الألعاب والتدريب على الحركة والرياضة.