Un sistema elettroencefalogramma wireless – o EEG – a forma di auricolare stampato in 3d

Il Centro Holst , L’Organizzazione olandese per la ricerca scientifica applicata, insieme alla facoltà di Industrial Design Ingegneria della Delft University of Technology, hanno costruito un elettroencefalogramma wireless – o EEG – a forma di auricolare che è  comodo e garantisce una  qualità segnale elevata .

L’auricolare   rende possibile l’interfacciamento del cervello col computer, e può anche monitorare le emozioni di un utente e gli stati d’animo attraverso una applicazione  smartphone sviluppata apposta.

Imec e Holst Centro dichiaranoche  questa tecnologia colma le applicazioni consumer indossabili con esigenza di monitoraggio sanitario,

Imec si occupa di ricerca nel campo della nanoelettronica, e l’azienda sfrutta le conoscenze scientifiche e le partnership globali nel settore delle TIC, dell’assistenza sanitaria e dell’energia per fornire soluzioni tecnologiche all’industria. Con sede a Lovanio, in Belgio, IMEC ha uffici in Belgio, nei Paesi Bassi, a Taiwan, negli  Stati Uniti, in Cina, in India e nel Giappone. Ha uno staff di circa 2.200 persone, tra questi quasi 700 sono ricercatori industriali “residenti” e ospiti.

Le cuffie EEG wireless usano elettrodi a secco e possono essere utilizzate in applicazioni consumer, come i giochi che monitorano il rilassamento, l’impegno e la concentrazione. I suoi inventori dicono che le cuffie possono essere utilizzate anche per applicazioni come il moitoraggio del  sonno e nel  trattamento del deficit di attenzione (Attention Deficit Hyperactivity Disorder) ADHD .

“Sfruttando IMEC per il  rilevamento EEG, il polimero a secco  gli elettrodi attivi, la miniaturizzazione e l’acquisizione dati a basso consumo,e le  interfacce wireless per gli smartphone, siamo stati in grado di concentrarci sull’ergonomia di questo progetto”, spiega Bernard Grundlehner, l’architetto IMEC del sistema EEG .

Il design della cuffia EEG senza fili e il sistema di elettrodi a secco ha presentato una serie di sfide tecniche. Tra questi, vi era l’obbligo di trovare un equilibrio tra comfort e qualità del segnale. Per assicurarsi che la qualità del segnale sia ottimale, gli elettrodi secchi devono essere applicati alla testa dell’utente con pressione sufficiente. Gli sviluppatori dicono che il contatto è fondamentale in quanto le misurazioni sono effettuate su periodi lunghi di tempo

Le cuffie usano il filtro adattativo per creare un segnale EEG da cui qualsiasi impedenza e distorsione causata  dai segnali di disturbo dovuti al  movimento possono essere rimossi.

“La correlazione tra gli artefatti di movimento ( disturbi del segnale dovuto al movimento) e il segnale di impedenza è molto alta,  abbiamo quindi utilizzato con successo questo segnale di impedenza per ridurre l’ampiezza degli artefatti da movimento nel segnale EEG” dice Grundlehner. “Stiamo usando lo standard Bluetooth e il Bluetooth è  tecnologia radio a bassa energia, che, quando si cpmbina  con un amplificatore EEG molto sensibile può essere molto impegnativo. La potenza irradiata e la radiofrequenza può essere facilmente raccolta dal sistema causando picchi di rumore nello spettro del segnale EEG. ”

La procedura di progettazione ha comportato una serie prototipi testati ripetutamente a cicli molto brevi con una squadra di sei studenti al master della facoltà IDE di TU Delft che hanno lavorato alla sfida come parte del loro progetto avanzato di design.

Per semplificare il processo di fabbricazione, le cuffie EEG sono costruite in un unico pezzo con tecniche di stampa 3D, come spiega in un video Grundlehner . Il processo inizia dopo l’applicazione dei componenti elettronici. Tali sensori  che acquisiscono il segnale EEG si trovano nella parte anteriore della cuffia .

Un app mobile poi monitora lo stato emotivo dell’ utente raccogliendo e analizzando le informazioni ambientali quali la posizione, la vicinanza agli altri e l’ora del giorno. Una volta che il processo è completo, l’applicazione fornisce un feedback sugli effetti inconsci dell’ambiente sulle emozioni dell’ utente.

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