The brain-machine interface(BMI) is a next-generation interface that controls the device by decoding brain waves(also called Electroencephalogram, EEG), EEG is a electrical signal of nerve cell generated when the BMI user thinks of a command. The brain-machine interface can be applied to various smart devices, but complex computational process is required to decode the brain wave signal. Therefore, it is difficult to implement a brain-machine interface in an embedded system implemented in the form of an edge device. In this study, we proposed a new type of brain-machine interface system using IoT technology that only measures EEG at the edge device and stores and analyzes EEG data in the cloud computing. This system successfully performed quantitative EEG analysis for the brain-machine interface, and the whole data transmission time also showed a capable level of real-time processing.
In this paper, we proposed a brain-computer interface system using EEG signals. It can generate 4 direction command signal from EEG signals captured during imagination of subjects. Bandpass filter used for preprocessing to detect the brain signal, and the power spectrum at a specific frequency domain of the EEG signals for concentration status and non-concentration one is used for feature. In order to generate an adequate signal for controlling the 4 direction movement, we propose a new interface system implemented by using a support vector machine and a time-multiplexing method. Moreover, bio-feed back process and on-line adaptive pattern recognition mechanism are also considered in the proposed system. Computer experimental results show that the proposed method is effective to recognize the non-stational brain wave signal.
This paper proposes an autonomous machine learning method applicable to the BCI(Brain-Computer Interface) is based on the self-organizing Kohonen method, one of the exemplary method of unsupervised learning. In addition we propose control method of learning region and self machine learning rule using an interactive function. The learning region control and machine learning was used to control the side effects caused by interaction function that is based on the self-organizing Kohonen method. After determining the winner neuron, we decided to adjust the connection weights based on the learning rules, and learning region is gradually decreased as the number of learning is increased by the learning. So we proposed the autonomous machine learning to reach to the network equilibrium state by reducing the flow toward the input to weights of output layer neurons.
The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers D
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v.54
no.7
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pp.468-474
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2005
Brain-machine interface (BMI) based on neuronal spike trains is regarded as one of the most promising means to restore basic body functions of severely paralyzed patients. The spike train decoding algorithm, which extracts underlying information of neuronal signals, is essential for the BMI. Previous studies report that a linear filter is effective for this purpose and there is no noteworthy gain from the use of nonlinear mapping algorithms, in spite of the fact that neuronal encoding process is obviously nonlinear. We designed several decoding algorithms based on the linear filter, and two nonlinear mapping algorithms using multilayer perceptron (MLP) and support vector machine regression (SVR), and show that the nonlinear algorithms are superior in general. The MLP often showed unsatisfactory performance especially when it is carelessly trained. The nonlinear SVR showed the highest performance. This may be due to the superiority of the SVR in training and generalization. The advantage of using nonlinear algorithms were more profound for the cases when there are false-positive/negative errors in spike trains.
Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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v.50
no.4
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pp.229-235
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2013
In this paper, we investigate several important issues on the implementation of a totally implantable microsystem for brain-machine interface that has been attracting a lot of attention recently. So far most of the scientific research has been focused on the high performance, low power electronics or systems such as neural signal amplifiers and wireless signal transmitters, but the real application of the implantable microsystem is affected significantly by a number of factors, ranging from design of the encapsulation structure to physiological and anatomical characteristics of the brain. In this work, we discuss on the thermal effect of the system, the detecting volume of the neural probes, wireless data transmission and power delivery, and physiological and anatomical factors that are critically important for the actual implementation of a totally brain implantable neural interface microsystem.
Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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v.13
no.4
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pp.427-432
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2003
EEG is an electrical signal, which occurs during information processing in the brain. These EEG signals have been used clinically, but nowadays we ate mainly studying Brain-Computer Interface (BCI) such as interfacing with a computer through the EEG, controlling the machine through the EEG. The ultimate purpose of BCI study is specifying the EEG at various mental states so as to control the computer and machine. This research makes the controlling system of directions with the artifact that are generated from the subject s will, for the purpose of controlling the machine correctly and reliably We made the system like this. First, we select the particular artifact among the EEG mixed with artifact, then, recognize and classify the signals pattern, then, change the signals to general signals that can be used by the controlling system of directions.
Kim, Do-Hyung;Yeom, Hong Gi;Kim, Minjung;Kim, Seung Hwan;Yang, Tae-Won;Kwon, Oh-Young;Kim, Young-Soo
Annals of Clinical Neurophysiology
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v.23
no.2
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pp.92-98
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2021
A brain-computer interface (BCI) is a technology that acquires and analyzes electrical signals from the brain to control external devices. BCI technologies can generally be used to control a computer cursor, limb orthosis, or word processing. This technology can also be used as a neurological rehabilitation tool for people with poor motor control. We reviewed historical attempts and methods toward predicting arm movements using brain waves. In addition, representative studies of minimally invasive and noninvasive BCI were summarized.
Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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2004.10a
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pp.1252-1254
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2004
BMI(brain machine interface) has been recently applied to give a disabled person mobility. This study is to determine the effective EEG parameters for predicting the movement moment of body limbs thought analysis of moving averaged ERD. The results showed that the proposed method for classifying EEG for predicting the movement seemed to be better than the classical method of determining ERD.
Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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2017.05a
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pp.477-478
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2017
4차 산업혁명 시대가 도래해 인간 뇌와 기계 간 인터페이스 기술 개발이 한창이다. BMI(Brain-Machine Interface)는 뇌의 신경계로부터 신호를 측정하고 분석해 기계와 같은 외부 기기에 연결해 제어함으로써 사용자의 의사나 의도대로 기기를 움직이는 인터페이스를 만드는 것이다. 뇌-기계 인터페이스 기술은 뇌질환 치료, 장애인을 위한 로봇 팔과 로봇다리 같은 인체 결합기술, 인간과 기계와의 직접적인 정신 교류의 개발을 위한 필적인 기술이다. 본 논문에서는 4차 산업혁명의 핵심기술 중 하나인 뇌 기계 인터페이스에 대한 3P 정보분석을 수행함으로써 BMI의 R&D 및 시장진입을 위한 전략을 제시하였다.
Brain-Machine Interfaces(BMI) are interfaces that control machines by decoding brainwaves, which are electrical signals generated from neural activities. Although BMIs can be applied in various fields, their widespread usage is hindered by the low portability of the hardware required for brainwave measurement and decoding. To address this issue, previous research proposed a brain-machine interface system based on the Internet of Things (IoT) using cloud computing. In this study, we developed and tested an application that uses brainwaves to control the Pong game, demonstrating the real-time usability of the system. The results showed that users of the proposed BMI achieved scores comparable to optimal control artificial intelligence in real-time Pong game matches. Thus, this research suggests that IoT-based brain-machine interfaces can be utilized in a variety of real-time applications in everyday life.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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