通过使用Neuro PlayGround Lite构建人脑与语言(M2W)交互界面

如果一个人无法说话，却能仅通过眨眼来表达基本需求，会怎样?在这个项目中，我们探索人机交互(HCI)和脑机接口(BCI)的世界，开发出一种将眨眼动作转化为语音的系统。

Mind to Words(M2W)是一种通信系统，旨在帮助肌萎缩侧索硬化症(ALS)患者及自主运动受限者与周围环境进行互动。通过使用功能强大的无线生物电传感器Neuro PlayGround(NPG)Lite，我们采集眼睛产生的微弱电信号(EOG)，以控制语音辅助应用程序。

这是一款完全“免手操作”的通信工具。通过捕捉这些生物电信号，用户只需眨眼即可从六个基本需求菜单中选择——水、食物、洗手间、帮助、外出和电视，并让系统将所选内容以语音形式朗读出来。这项低成本的辅助技术为最需要它的人提供了至关重要的声音，将生物电信号转化为有意义的人际连接。

材料

硬件：

•1 x NPG Lite

•1 个 Vibz Playmate

•33 根 BioAmp Snap 电缆

•3个凝胶电极

•1支Nuprep皮肤护理凝胶(可选)

•1支酒精棉签

•11 台笔记本电脑

提示：您可以在ROBU.IN、Upside Down Labs在线商店以及国际客户(Tindie)处购买到Ninja Pack中的所有商品。

软件

•NPG Lite Flashererer 网络应用程序

•M2WWW 网络应用

适用于M2W应用的基于Chromium的浏览器(Google Chrome、Brave或Microsoft Edge)。

步骤1：皮肤准备

•少量涂抹Nuprep凝胶(可选)

•轻轻按摩电极放置区域

•用酒精棉签清洁

•可去除油脂和死皮，提升信号质量

步骤2：连接BioAmp电缆：

皮肤准备就绪后，即可连接BioAmp Snap电缆。

•通道1到A0P的正向信号

•第一频道对A0N的负面评价

•参考线缆至 REF

步骤3：电极放置

使用凝胶电极测量脑电图：

•将BioAmp电缆连接到凝胶电极上，

•将电极上的塑料保护膜撕掉。

•将连接到A0P的电缆放置在Fp1和Fp2位置之间

•将连接到A0N的电缆放在一侧耳垂后方的骨质部分。

•将REF点放在另一侧耳垂后方的骨性部位。

步骤4：开启NPG Lite

•在将设备连接到软件之前，我们首先需要正确为NPG Lite供电。

•将电池线正确连接到NPG Lite板上，以实现设备的无线供电。开始前请确保连接器已牢固安装。

•将ON/OFF按钮切换至ON位置，以开启NPG Lite板。此时板子已准备好连接和使用。

步骤5：上传固件

•通过USB将NPG Lite连接到您的电脑

•打开 NPG Lite Web Flasher。

•点击连接 → 选择 USB JTAG

•点击从 GitHub 获取 → 选择“BCI-Blink-BLE”

•闪存固件

完成后，断开USB连接——设备将通过无线方式运行。

步骤6：连接至M2W应用

•开启蓝牙(注意：仅开启蓝牙，不要手动将NPG Lite连接到蓝牙)

•点击“连接”以扫描BLE设备。

•在对话框中，选择 ESP32C6_EEG(您的 NPG Lite 设备)。

•连接后，电极信号将实时传输。

试试眨眼：

1. 双闪烁：悬停菜单项

2. 三重闪烁：说出/选择选项

步骤7：它是如何工作的?

系统可检测眨眼模式：

•单次闪烁：无操作

•双击：在菜单中导航

•三重闪烁：选择该选项并大声说出

步骤8：性能优化建议

•做有力而有意识的眨眼，而不是自然的眼动。

•保持静坐，头部稳定，下颌放松，以避免肌肉伪影。

•请与大型电器(如微波炉、荧光灯)保持至少5米的距离，以减少电磁干扰。

•确保电极与皮肤有良好的接触。

步骤9：快速故障排除

•如果信号不佳，请清洁皮肤，重新涂抹凝胶，并检查涂抹位置。

•确认已刷入BCI-BLINK-BLE固件，并在配对时选择ESP32C6_EEG。

•请将NPG Lite保持在距离系统10米以内。

•如果浏览器无法扫描蓝牙，请在地址栏中输入 chrome://flags，启用 Web Bluetooth，然后重新启动浏览器。

步骤10：应用与未来

•当前的应用包括辅助沟通、免提无障碍技术以及脑机接口/人机交互教育。

•未来的升级将包括机器学习分类、自定义眨眼模式、自由形式的文本转语音以及多用户个人资料。

本文编译自hackster.io