Desarrollo de un sistema Brain Computer Interface basado en potenciales evocados P300 para el control de dispositivos domóticos

摘要

En 1929 Hans Berger desarrolló un sistema capaz de registrar la actividad bioeléctricadel cerebro que se conoce como electroencefalograma (EEG). En 1977, el Dr. Jacques Vialde la Universidad de UCLA realizó con éxito el primer sistema Brain Computer Interface(BCI) utilizando potenciales evocados visuales. En 1999, durante el primer congresointernacional de BCI se define el sistema Brain Computer Interface como un sistema quepermite al cerebro interactuar con el medio sin la intervención de los mecanismos normalesDe los nervios y músculos periféricos. Para ello, se monitoriza la actividad cerebral yse traducen determinadas características, correspondientes a las intenciones del usuario,en comandos de un dispositivo.En este trabajo fin de máster se lleva a cabo un repaso del estado del arte de los sistemasBCI, en particular los basados en potenciales P300. Además, se estudia el conjuntode datos II de la III Competición BCI de 2004 proporcionados por el centro deWadsworth(NYS Department of Health) y se profundiza en los métodos de selección y clasificaciónde características considerados por el método ganador de esa competición. Este método emplea un conjunto de máquinas de vector soporte (Support Vector Machine, SVM) e implementaun modelo ´óptimo de selección de canales y del hiperpar´ametro C del SVM paraevaluar las señales proporcionadas por la competición. En este trabajo se propone modificarel algoritmo de selección de canales. Los resultados obtenidos se comparan, bajo losmismos criterios, con los conseguidos por el método ganador. Con el modelo propuesto,se consigue aumentar la precisión sobre el conjunto de test y un número de secuencias de15, a costa de seleccionar mayor número de canales. La precisión media obtenida por elmodelo propuesto es del 98.5 %.Por ´último, se desarrolla y diseña una aplicación BCI para el control de dispositivosdemóticos y electrónicos presentes habitualmente en una vivienda: un teléfono y su agenda,un calefactor, la iluminación, un ventilador, un televisor, un reproductor de DVD, unequipo de música y un disco duro multimedia. La aplicación ha sido evaluada por usuariosdel Centro de Referencia Estatal de Discapacidad y Dependencia de San Andrés delRabanedo (León). A continuación, se analizan las precisiones medias obtenidas por cadausuario, así como las globales. Se puede concluir que los resultados fueron satisfactorios y prometedores.