Nghiên cứu hệ thống điều khiển xe lăn cho người tàn tật nặng sử dụng mạng neural và điện não EEG

• Trường học: Cao đẳng Công thương TP. HCM
• Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển
• Đề tài: Hệ thống điều khiển xe lăn cho người tàn tật nặng bằng mạng neural và EEG
• Loại tài liệu: luận án

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÍN HIỆU ĐIỆN NÃO
• 1.1. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 1.2. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
• 1.3. Nội dung thực hiện đề tài
• 1.4. Mục đích nghiên cứu
• 1.5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.6. Những đóng góp của luận án
• 1.6.1. Đóng góp về mặt lý thuyết
• 1.6.2. Đóng góp về mặt thực tiễn
• 1.7. Cấu trúc nội dung của luận án
• 1.8. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Tín hiệu điện não EEG
• 2.2. Giới thiệu về tín hiệu điện não EEG
• 2.3. Thu nhận tín hiệu điện não EEG
• 2.4. Vị trí các điện cực theo chuẩn 10-20

I. Giới thiệu về hệ thống điều khiển xe lăn

Hệ thống điều khiển xe lăn cho người tàn tật nặng bằng mạng neural và EEG là một ứng dụng công nghệ tiên tiến nhằm hỗ trợ cho những người không thể tự di chuyển. Việc sử dụng tín hiệu nã o để điều khiển xe lăn không chỉ giúp cải thiện chất lượng cuộc sống mà còn đáp ứng nhu cầu xã hội bức thiết. Hệ thống này cho phép người dùng điều khiển xe lăn thông qua việc phân tích tín hiệu EEG, từ đó chuyển đổi thành các lệnh điều khiển cụ thể. Điều này thể hiện sự kết hợp giữa công nghệ mạng neural và công nghệ hỗ trợ, mở ra hướng đi mới trong việc phát triển các thiết bị hỗ trợ cho người tàn tật.

1.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu

Nghiên cứu về tín hiệu EEG trong việc điều khiển xe lăn cho người tàn tật nặng là một lĩnh vực còn mới mẻ. Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu về tín hiệu điện não, nhưng ứng dụng trong điều khiển tự động vẫn chưa được khai thác triệt để. Việc phát triển hệ thống này không chỉ giúp người tàn tật có thể tự chủ hơn trong việc di chuyển mà còn tạo ra cơ hội cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực này. Hệ thống điều khiển xe lăn bằng EEG có thể được coi là một bước tiến lớn trong việc ứng dụng công nghệ vào cuộc sống hàng ngày của người tàn tật.

II. Phương pháp nghiên cứu

Luận án đã áp dụng ba phương pháp tiền xử lý tín hiệu từ EEG: biến đổi Fourier, phép biến đổi Wavelet và thuật toán HHT (Hilbert Huang Transform). Những phương pháp này giúp biến đổi tín hiệu thành năm dạng sóng cơ bản: Delta, Theta, Alpha, Beta, Gamma. Sau đó, dữ liệu được gom cụm trước khi đưa vào mạng neural để phân loại thành năm tín hiệu mong muốn cho việc điều khiển xe lăn. Việc sử dụng mạng neural đa lớp cho phép hệ thống học hỏi và cải thiện khả năng phân loại tín hiệu, từ đó nâng cao độ chính xác trong việc điều khiển xe lăn.

2.1. Tiến trình xử lý tín hiệu

Quá trình xử lý tín hiệu bắt đầu bằng việc thu thập tín hiệu EEG từ người dùng. Sau đó, tín hiệu được tiền xử lý bằng các phương pháp đã nêu, nhằm loại bỏ nhiễu và cải thiện chất lượng tín hiệu. Kết quả của quá trình này là các dạng sóng có thể được phân loại dễ dàng hơn. Hệ thống đã cho thấy độ chính xác lên đến 92,4% trong việc nhận diện các lệnh điều khiển từ tín hiệu EEG. Điều này chứng tỏ rằng việc áp dụng công nghệ mạng neural trong xử lý tín hiệu là rất hiệu quả và có thể được ứng dụng rộng rãi trong thực tiễn.

III. Ứng dụng thực tiễn của hệ thống

Hệ thống điều khiển xe lăn bằng EEG không chỉ mang lại lợi ích cho người tàn tật mà còn mở ra nhiều cơ hội nghiên cứu mới trong lĩnh vực công nghệ hỗ trợ. Việc sử dụng tín hiệu EEG để điều khiển xe lăn cho phép người dùng có thể di chuyển một cách tự chủ mà không cần sự trợ giúp từ người khác. Điều này không chỉ giúp cải thiện chất lượng cuộc sống mà còn tạo ra sự độc lập cho người tàn tật. Hệ thống này có thể được phát triển thêm để tích hợp với các công nghệ khác như robot hỗ trợ hay các thiết bị thông minh khác.

3.1. Tác động xã hội

Việc phát triển hệ thống điều khiển xe lăn bằng EEG có thể tạo ra tác động tích cực đến xã hội. Nó không chỉ giúp người tàn tật có thể tự di chuyển mà còn nâng cao nhận thức của cộng đồng về khả năng của họ. Hệ thống này có thể được áp dụng trong các cơ sở y tế, trung tâm phục hồi chức năng, và thậm chí trong các môi trường sống hàng ngày. Điều này sẽ góp phần tạo ra một xã hội hòa nhập hơn cho người tàn tật.