Zinātniskās darbības atbalsta sistēma
Latviešu English

Publikācija: Asynchronous Data Acquisition of Electroencephalogram Signals

Publikācijas veids Promocijas darbs
LZP klasifikators 2.4. Disertācijas (neieskaitot to manuskriptus)
Aizstāvēšana: 16.06.2017 15:00, Rīgas Tehniskās universitātes Elektronikas un telekomunikāciju fakultātē, Āzenes ielā 12, 120. telpā
Publikācijas valoda English (en)
Nosaukums oriģinālvalodā Asynchronous Data Acquisition of Electroencephalogram Signals
Pētniecības nozare Elektronika un telekomunikācijas
Pētniecības apakšnozare  Elektronikas elementi
Autori Kaspars Ozols
Atslēgas vārdi ASDM, AA-ASDM, Asynchronous Sigma-Delta modulator, Amplitude Adaptive Asynchronous Sigma-Delta modulator, non-uniform sampling, BCI, Brain Computer Interface, EEG, ADC, analog-to-digital converter,
Anotācija Mūsdienās, uz elektroencefalogrammas (EEG) signāliem balstītas domu jūtīga saskarnes (BCI) kļūst arvien ērtākas un pieejamākās, ļaujot ar ”domu spēku” kontrolēt, piemēram, ratiņkrēslu, robotisku protēzi vai pat auto. Bezvadu BCI par enerģijas avotu parasti tiek izmantotas baterijas, tāpēc, lai paildzinātu sistēmas darbības laiku, ir būtiski veidot sistēmu no tādām komponentēm, kas patērē maz enerģiju. Viena no komponentēm, kur enerģijas patēriņu var būtiski samazināt, ir analogais-ciparu pārveidotājs (ADC). Vēl vairāk, lietojot atbilstošu ADC, ir iespējams arī samazināt pārraidāmo datu apjomu, tādā veidā samazinot arī raidītāja enerģijas patēriņu. Lai izvēlētos visatbilstošāko ADC, vispirms, darbā tiek veikta literatūras analīze par EEG signāliem un BCI kopumā, lai nodefinētu prasības ADC izvēlei. Balstoties uz šīm prasībām, tālāk darbā tiek veikta sinhrono un asinhrono ADC analīze, ar mērķi identificēt to priekšrocības un trūkumus, kā arī to piemērotību BCI pielietojumiem. Asinhronais Sigma-Delta modulators (ASDM) tiek izvēlēts kā atbilstošākais ADC priekš BCI, tāpēc par to tiek veikta padziļinātāka analīze. Šī analīze parāda, ka priekš plaša dinamiskā diapazona signāliem (piem., EEG), ASDM ķēdes slēgšanās aktivitāte pie zemām ieejas signāla amplitūdām ir liela, tādā veidā radot paaugstinātu BCI sistēmas enerģijas patēriņu. Lai uzlabotu ASDM efektivitāti, darbā tiek piedāvāts jauns risinājums - Amplitūdas Adaptīvs Asinhronais Sigma-Delta modulators (AA-ASDM), kurš darbā tiek detalizēti aprakstīts gan no teorētiskās puses, gan praktiskās. Lai praksē pārbaudītu un novērtētu piedāvāto AA-ASDM, darbā tiek veikta virkne simulāciju un modelēšana, kā arī ir izstrādāta fiziska iekārta kā daļa no darbā radītās bezvadu BCI sistēmas. Eksperimentālie rezultāti parāda, ka izmantojot AA-ASDM priekš EEG signālu kodēšanas, ir iespējams iegūt par 68.85% mazāku ķēdes aktivitāti, kā lietojot standarta ASDM. Tas rezultējas arī ar proporcionālu enerģijas patēriņa samazinājumu raidītājā. Darba beigās tiek dots īss paveiktā kopsavilkums, kā arī izdarīti secinājumi. Promocijas darbs ir izstrādāts Elektronikas un datorzinātņu institūtā Valsts pētījumu programmas ”Kiberfizikālās sistēmas, ontoloģijas un biofotonika drošai&viedai pilsētai un sabiedrībai” projekta Nr.4. „Tehnoloģijas drošai un uzticamai gudrajai pilsētai” un ESF projekta Nr.2009/0219/1 DP/1.1.1.2.0/09/APIA/VIAA/020 “Viedo sensoru un tīklotu iegulto sistēmu pētījumu un attīstības centrs” ietvaros.
Atsauce Ozols, Kaspars. Asynchronous Data Acquisition of Electroencephalogram Signals. Promocijas darbs. Rīga: [RTU], 2017. 174 lpp.
Pilnais teksts 2.K.Ozols_PhD.Thesis.pdf
Kopsavilkums Kopsavilkums_LV.pdf
ID 25512