Αλληλεπίδραση Ανθρώπου - Υπολογιστή Μέσω Βιοσημάτων

Abstract

H παρούσα διπλωματική εργασία αποσκοπεί στο να συγκεντρώσει και να παρουσιάσει συστήματα τα οποία έχουν ως σκοπό την αλληλεπίδραση μεταξύ ανθρώπου και υπολογιστή μέσω βιοσημάτων. Στα πλαίσια αυτής της αλληλεπίδρασης το ζητούμενο είναι η ανάπτυξη κατάλληλων διεπαφών που θα μπορούν να «ενώσουν» άνθρωπο και υπολογιστή μέσω της χρήσης διαφόρων βιολογικών σημάτων. Η μορφή της αλληλεπίδρασης εξαρτάται κάθε φορά από την αναπτυσσόμενη διεπαφή, η οποία με τη σειρά της εξαρτάται από την εφαρμογή για την οποία προορίζεται. Στην παρούσα εργασία η βιβλιογραφική επισκόπηση και ανάλυση επικεντρώνεται σε δύο μεγάλες κατηγορίες διεπαφών, αυτές μεταξύ μυών-υπολογιστή και αυτές μεταξύ εγκεφάλου-υπολογιστή.Στην πρώτη περίπτωση, αυτή των διεπαφών μυός - υπολογιστή, ο κύριος σκοπός των συστημάτων είναι να εξυπηρετήσουν εφαρμογές όπως εξωσκελετούς, προσθετικά μέλη, κτλ., οι οποίες έχουν ως απώτερο στόχο να εξυπηρετήσουν άτομα που αντιμετωπίζουν κινητικά προβλήματα. Η ανάπτυξή των συστημάτων αυτών βασίζεται σε διαδικασίες αναγνώρισης χειρονομιών, κινήσεων των δακτύλων και των χεριών, αλλά και κινήσεων των μυών του προσώπου, του λαιμού και των ώμων, μέσα από τη λήψη και την επεξεργασία ηλεκτρομυογραφήματος.Στη δεύτερη περίπτωση, αυτή των διεπαφών εγκεφάλου - υπολογιστή, ο σκοπός των συστημάτων είναι ο έλεγχος μιας εξωτερικής συσκευής με τη δύναμη της σκέψης. Η ανάπτυξη των συγκεκριμένων συστημάτων βασίζεται αντίστοιχα στη λήψη και στην κατάλληλη επεξεργασία ηλεκτροεγκεφαλογραφημάτων, έτσι ώστε μέσα από την ερμηνεία των εγκεφαλικών σημάτων, το άτομο να ελέγχει κατά τον επιθυμητό τρόπο την εκάστοτε εξωτερική συσκευή (π.χ. έναν κέρσορα ή ένα ρομπότ). Το συμπέρασμα της μελέτης αυτής είναι πως τα τελευταία έτη έχουν παρουσιαστεί στη διεθνή βιβλιογραφία αρκετά συστήματα αλληλεπίδρασης μυών-υπολογιστή και εγκεφάλου-υπολογιστή, τα οποία παρουσιάζουν υψηλά ποσοστά επιτυχίας και υψηλή αποτελεσματικότητα. Ωστόσο, οι διεπαφές αυτού του είδους βρίσκονται ακόμα σε πρώιμα στάδια και είναι απαραίτητη η περαιτέρω έρευνα για τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας και της εφαρμογής των συστημάτων αυτών.