使用了Neuro Playground (NPG) Lite设计,用于记录脑电图和手部运动的肌电图
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使用你的焦点(脑电图)和手部运动(肌电图)来控制宇宙飞船在空间中导航并摧毁障碍物。
在当今快节奏的数字世界中,保持专注变得越来越困难。从不断的通知到高水平的压力,许多人都在努力集中注意力。这种挑战在患有多动症、焦虑症和认知超载的个体中更为明显。
我们已经开发了注意力寻求者,一个创新的神经反馈游戏,旨在帮助个人提高他们的注意力在一个有趣的和引人入胜的方式。
游戏目标:用你的注意力(EEG)和手部运动(EMG)控制一艘宇宙飞船,在空间中导航并摧毁障碍。
在继续之前,让我们先了解一些概念:
•脑电图(EEG):脑电图(EEG)是一种记录大脑自发电活动或脑电波的电图的方法,脑电波可分为5种类型:delta, alpha, beta, theta, gamma。这些波中的每一种都与不同的认知状态有关,比如放松、深度睡眠、警觉和集中注意力。在《注意力寻求者》中,我们特别关注β波,它与注意力、解决问题和积极的认知参与有关。
•肌电图(EMG):肌电图是一种测量肌肉对神经刺激的反应或电活动的技术。在“注意力寻求者”中,我们使用这种电活动或肌电信号来左右移动飞船。
为了记录脑电图和肌电图信号,我们使用了Neuro Playground (NPG) Lite,这是一种多通道无线生物电位信号放大设备,设计用于记录肌电图、心电图、眼电图和脑电图。它有一个紧凑的Adafruit羽毛外形,并提供WiFi/BLE无线连接。通过添加称为Playmates的子板,用户可以轻松增强设备的功能,使学生/研究人员/业余爱好者能够创建令人敬畏的人机界面(HCI)和脑机接口(BCI)应用程序。
现在让我们直接进入分步教程,这将帮助您创建完整的硬件和软件设置来玩游戏。
步骤1:皮肤准备
我们将使用Neuro Play Ground (NPG) Lite记录:
•左手指伸肌的单通道肌电图
•右手指伸肌的单通道肌电图
•1通道脑电图从前额Fp1位置开始,遵循10-20国际脑电图记录系统。
将Nuprep皮肤准备凝胶涂抹在电极放置的指定区域。这有助于去除死皮细胞,清洁皮肤,以获得更好的信号质量。彻底摩擦皮肤后,用酒精或湿纸巾擦拭该区域。
步骤2:连接Neuro Play Ground (NPG) Lite上的卡扣电缆
将卡扣电缆一端连接到Neuro Play Ground (NPG) Lite,另一端连接到电极,如下图所示:
步骤3:电极放置:
使用通道1记录脑电图,
•将参考电缆(REF)放置在左耳垂后面的骨部分
•将1通道负线(1N)置于右耳垂后骨部
•按照10-20国际脑电图记录系统,将1通道(1P)正线置于前额Fp1位置
用通道2从左手记录肌电图,
将2道负线(2N)和正线(2P)置于左手指伸肌上。
记录右手肌电图,
将3通道负线(3N)和正线(3P)置于右手指伸肌上。
步骤4:上传Arduino固件
使用USB电缆将Neuro Play Ground (NPG) Lite连接到您的笔记本电脑(A型到C型)。在Arduino IDE中复制粘贴以下固件。
在菜单栏中打开“Tools”菜单,选择“Board”选项,选择“ESP32C3 Dev Module”。
如果这是您第一次使用ESP32板,您将需要通过expressif库下载ESP32。库安装完成后,回到“Board Manager”,选择“ESP32C3 Dev Module”。
最后,选择主板连接的COM端口并单击Upload继续。
由于数据将通过BLE(低功耗蓝牙)传输,首先,断开USB电缆并使用上面指定的按钮接通NPG Lite的电源。接下来,在笔记本电脑上启用蓝牙并连接到NPG Lite以建立连接。
步骤5:下载GitHub Repository
下载Attention Seeker Game的GitHub存储库,提取文件夹,导航到提取的目录,并通过打开landing.html启动游戏
步骤6:玩游戏
现在你已经准备好使用你的焦点(EEG)和手部运动(EMG)来控制宇宙飞船在空间中导航并摧毁障碍物。
点击开始游戏,然后点击连接,从可用的蓝牙设备中选择棋盘名称,开始玩游戏。
游戏的控制方式如下:
•游戏开始:飞船在太空中自动前进
•火焰激光:增加聚焦(波)超过一个阈值,可以向障碍物开火
•向左移动:弯曲左手使飞船向左移动
•向右移动:弯曲右手使飞船向右移动
•摧毁障碍:集中火力并清除你的道路
步骤7:优化游戏
不同个体的阈值可能因几个因素而异,包括年龄、肌肉力量、大脑活动和整体生理差异。为了确保最佳的游戏体验,您可以选择自定义以下设置:
•波的阈值:调整在游戏中发射激光所需的聚焦水平(EEG)。
•左手肌电信号的阈值
•右手肌电信号的阈值
可能性与神经游戏场(NPG)的生活是真正无尽的!你打算用NPG Lite创建什么令人兴奋的项目或应用程序?我们很想听听你的想法!
此外,我们一直在寻找提高注意力寻求者的游戏。您希望看到哪些改进?你认为是否有什么新功能、玩法机制或挑战能让游戏更吸引人、更有效?
本文编译自hackster.io