論文の概要: EEG Right & Left Voluntary Hand Movement-based Virtual Brain-Computer Interfacing Keyboard Using Hybrid Deep Learning Approach

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.00035v2
• Date: Sat, 28 Dec 2024 02:15:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-31 16:03:10.902730
• Title: EEG Right & Left Voluntary Hand Movement-based Virtual Brain-Computer Interfacing Keyboard Using Hybrid Deep Learning Approach
• Title（参考訳）: ハイブリッド深層学習アプローチを用いた脳波右・左手動作に基づく仮想脳-コンピュータインターフェースキーボード
• Authors: Biplov Paneru, Bipul Thapa, Bishwash Paneru, Sanjog Chhetri Sapkota,
• Abstract要約: 我々は,任意のキーストロークを正確に識別できる脳波ベースのBMIシステムを開発した。 提案手法は,脳波信号の解釈モデルとして,BiGRU-Attentionを用いたハイブリッドニューラルネットワークアーキテクチャを用いる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: Brain-machine interfaces (BMIs), particularly those based on electroencephalography (EEG), offer promising solutions for assisting individuals with motor disabilities. However, challenges in reliably interpreting EEG signals for specific tasks, such as simulating keystrokes, persist due to the complexity and variability of brain activity. Current EEG-based BMIs face limitations in adaptability, usability, and robustness, especially in applications like virtual keyboards, as traditional machine-learning models struggle to handle high-dimensional EEG data effectively. To address these gaps, we developed an EEG-based BMI system capable of accurately identifying voluntary keystrokes, specifically leveraging right and left voluntary hand movements. Using a publicly available EEG dataset, the signals were pre-processed with band-pass filtering, segmented into 22-electrode arrays, and refined into event-related potential (ERP) windows, resulting in a 19x200 feature array categorized into three classes: resting state (0), 'd' key press (1), and 'l' key press (2). Our approach employs a hybrid neural network architecture with BiGRU-Attention as the proposed model for interpreting EEG signals, achieving superior test accuracy of 90% and a mean accuracy of 91% in 10-fold stratified cross-validation. This performance outperforms traditional ML methods like Support Vector Machines (SVMs) and Naive Bayes, as well as advanced architectures such as Transformers, CNN-Transformer hybrids, and EEGNet. Finally, the BiGRU-Attention model is integrated into a real-time graphical user interface (GUI) to simulate and predict keystrokes from brain activity. Our work demonstrates how deep learning can advance EEG-based BMI systems by addressing the challenges of signal interpretation and classification.
• Abstract（参考訳）: 脳-機械インタフェース(BMI)、特に脳波(EEG)に基づくインタフェースは、運動障害のある人を支援するための有望な解決策を提供する。 しかし、キーストロークをシミュレートするなど、特定のタスクの脳波信号を確実に解釈する課題は、脳活動の複雑さと変動性によって持続する。 現在のEEGベースのBMIは、特に仮想キーボードのようなアプリケーションにおいて、適応性、ユーザビリティ、堅牢性の制限に直面している。 これらのギャップに対処するため,脳波を用いたBMIシステムを開発した。 一般に利用可能なEEGデータセットを使用して、信号は帯域通過フィルタリングで前処理され、22個の電極配列に分割され、イベント関連電位(ERP)ウィンドウに洗練され、結果として19x200の特徴配列が3つのクラスに分類された: 静止状態(0)、'd'キープレス(1)、'l'キープレス(2)。 提案手法は,脳波信号の解釈モデルとしてBiGRU-Attentionを用いたハイブリッドニューラルネットワークアーキテクチャを用いて,10倍層状クロスバリデーションにおけるテスト精度90%,平均精度91%を実現している。 このパフォーマンスは、SVM(Support Vector Machines)やNaive Bayesといった従来のMLメソッドや、Transformer、CNN-Transformerハイブリッド、EEGNetといった高度なアーキテクチャよりも優れています。 最後に、BiGRU-Attentionモデルはリアルタイムグラフィカルユーザインタフェース(GUI)に統合され、脳の活動からキーストロークをシミュレートし予測する。 我々の研究は、信号解釈と分類の課題に対処することで、深層学習が脳波ベースのBMIシステムをどのように進化させるかを示す。

関連論文リスト

• CEReBrO: Compact Encoder for Representations of Brain Oscillations Using Efficient Alternating Attention [53.539020807256904]
  交互注意(CEReBrO)を用いた脳振動の表現のための圧縮法について紹介する。 トークン化方式は、チャネルごとのパッチで脳波信号を表現します。 本研究では,チャネル内時間的ダイナミックスとチャネル間空間的相関を共同でモデル化し,通常の自己アテンションに比べて6倍少ないメモリで2倍の速度向上を実現するための注意機構を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-01-18T21:44:38Z)
• Hybrid Quantum Deep Learning Model for Emotion Detection using raw EEG Signal Analysis [0.0]
  本研究は、感情認識のためのハイブリッド量子深層学習技術を提案する。 従来の脳波に基づく感情認識技術はノイズと高次元データ複雑さによって制限される。 このモデルは、リアルタイムアプリケーションと将来の研究におけるマルチクラス分類のために拡張される予定である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-19T17:44:04Z)
• emg2qwerty: A Large Dataset with Baselines for Touch Typing using Surface Electromyography [47.160223334501126]
  emg2qwertyは、QWERTYキーボードでタッチ入力しながら手首に記録された非侵襲的筋電図信号の大規模なデータセットである。 1,135のセッションが108ユーザと346時間の録画にまたがっており、これまでで最大の公開データセットである。 sEMG信号のみを用いたキープレッシャの予測において,高いベースライン性能を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-10-26T05:18:48Z)
• EEG Emotion Copilot: Optimizing Lightweight LLMs for Emotional EEG Interpretation with Assisted Medical Record Generation [12.707059419820848]
  本稿では,脳波信号から直接感情状態を認識する脳波感情コパイロットについて述べる。 その後、パーソナライズされた診断と治療の提案を生成し、最終的に支援された電子カルテの自動化をサポートする。 提案手法は,医療分野における情動コンピューティングの適用を推し進めることが期待される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-30T19:15:05Z)
• On-device Learning of EEGNet-based Network For Wearable Motor Imagery Brain-Computer Interface [2.1710886744493263]
  本稿では,ウェアラブルモータ画像認識のための軽量で効率的なオンデバイス学習エンジンを実装した。 我々は,メモリフットプリントが15.6KByteのベースラインに対して,最大7.31%の顕著な精度向上を示した。 我々の調整されたアプローチは、オンライントレーニング中に1回の推論で14.9ms、0.76mJ、1回の推測で20us、0.83uJの推論時間を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-08-25T08:23:51Z)
• Enhancing EEG-to-Text Decoding through Transferable Representations from Pre-trained Contrastive EEG-Text Masked Autoencoder [69.7813498468116]
  コントラスト型脳波テキストマスケード自動エンコーダ(CET-MAE)を提案する。 また、E2T-PTR(Pretrained Transferable Representationsを用いたEEG-to-Text decoding)と呼ばれるフレームワークを開発し、EEGシーケンスからテキストをデコードする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-27T11:45:21Z)
• A Convolutional Spiking Network for Gesture Recognition in Brain-Computer Interfaces [0.8122270502556371]
  脳信号に基づく手振り分類の例題問題に対して,簡単な機械学習に基づくアプローチを提案する。 本手法は脳波データとECoGデータの両方で異なる対象に一般化し,92.74-97.07%の範囲で精度が向上することを示した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-04-21T16:23:40Z)
• A Hybrid Brain-Computer Interface Using Motor Imagery and SSVEP Based on Convolutional Neural Network [0.9176056742068814]
  本稿では,2ストリーム畳み込みニューラルネットワーク(TSCNN)を用いたハイブリッド脳-コンピュータインタフェースを提案する。 定常視覚誘発電位(SSVEP)と運動画像(MI)のパラダイムを組み合わせる。 TSCNNはトレーニングプロセスの2つのパラダイムにおいて、自動的に脳波の特徴を抽出する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-10T12:34:36Z)
• 2021 BEETL Competition: Advancing Transfer Learning for Subject Independence & Heterogenous EEG Data Sets [89.84774119537087]
  我々は、診断とBCI(Brain-Computer-Interface)に関する2つの伝達学習課題を設計する。 第1タスクは、患者全体にわたる自動睡眠ステージアノテーションに対処する医療診断に重点を置いている。 タスク2はBrain-Computer Interface (BCI)に集中しており、被験者とデータセットの両方にわたる運動画像のデコードに対処する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-02-14T12:12:20Z)
• EEG-Inception: An Accurate and Robust End-to-End Neural Network for EEG-based Motor Imagery Classification [123.93460670568554]
  本稿では,脳波に基づく運動画像(MI)分類のための新しい畳み込みニューラルネットワーク(CNN)アーキテクチャを提案する。 提案したCNNモデル、すなわちEEG-Inceptionは、Inception-Timeネットワークのバックボーン上に構築されている。 提案するネットワークは、生のEEG信号を入力とし、複雑なEEG信号前処理を必要としないため、エンドツーエンドの分類である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-01-24T19:03:10Z)
• EEG-based Brain-Computer Interfaces (BCIs): A Survey of Recent Studies on Signal Sensing Technologies and Computational Intelligence Approaches and their Applications [65.32004302942218]
  Brain-Computer Interface (BCI) はユーザとシステム間の強力なコミュニケーションツールである。 近年の技術進歩は、脳波(EEG)に基づく翻訳医療用BCIへの関心が高まっている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-01-28T10:36:26Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。