P47 Développement d'une interface cerveau-ordinateur

Glossaire

EEG 

Électroencéphalographie : Méthode d'exploration cérébrale qui mesure l'activité électrique du cerveau par des électrodes placées sur le cuir chevelu.

EMG 

Électromyogramme : Examen qui permet d'enregistrer l'activité spontanée d'un muscle ou d'un nerf.

ECG 

Électrocardiographie : Représentation graphique de l'activité électrique du cœur.

Interface synchrone 

Une BCI est dite synchrone quand elle ne permet à l'utilisateur d'interagir avec le système qu'à des instants précis, basés sur des stimulus.

Interface asynchrone 

Une interface est asynchrone à partir du moment où l'utilisateur peut changer volontairement certaines caractéristiques de son signal EEG et que l'acquisition de ses données EEG est continue.

Présentation générale du projet

Contexte

Les interfaces cerveau/ordinateur (BCI : Brain Computer Interface) ont pour but de permettre à des personnes handicapées moteur de communiquer avec leur entourage ou de piloter des interfaces.

Objectifs

L'objectif de ce projet est de mettre en oeuvre un nouveau système d'acquisition de signaux EEG (OpenBCI). Dans un premier temps il est attendu de mettre en place une procédure d'installation et d'utilisation du matériel. Ensuite, l'intérêt sera de comparer les résultats fournis par ce nouveau système à ceux déjà possédés au laboratoire CRIStAL. En parallèle, il faudra veiller à compatibilité du nouveau matériel avec l'existant.

Architecture matérielle

Plan d'action

• Documentation sur les BCI & gestion de projet
  • Documentation et état de l'art des BCI
  • Utilisation d'outils de gestion de projet
• Mise en oeuvre du kit OpenBCI
  • Etude du kit OpenBCI
  • Prise en main des logiciels OpenBCI et OpenVibe
  • Mise en place d'une procédure de câblage
  • Assurer la compatibilité du kit avec OpenVibe
• Analyse comparative des deux systèmes
  • Sélection des critères de comparaison
  • Mise en place d'un protocole de mesure
  • Elaboration de scénarios OpenVibe
  • Etude comparative des systèmes
• Integration d'OpenBCI dans une interface
  • Portage du kit OpenBCI sur "le labyrinthe"
  • Développement d'une BCI de démonstration
  • Mise en place d'une campagne de tests

Planning prévisionnel

Avancement du travail

Avancement des tâches

Tâches	Avancement	Commentaires
Documentation sur les BCI & gestion du projet	Terminé	Livrables rendus
Mise en oeuvre du kit OpenBCI	En cours	Etude et prise en main des logiciels en cours
Analyse comparative des deux systèmes	En attente
Intégration d'OpenBCI dans une interface	En attente

Dernière mise à jour le 10/01/2017

Semaine 1 : Du 19/09 au 23/09

Réunion du 20/09/2016 :

• Rencontre avec l'équipe BCI
• Visite du laboratoire
• Définition des objectifs
• Contraintes matérielles

Semaine 2 : Du 26/09 au 30/09

Réunion du 26/09/2016 :

• Redéfinition des enjeux & objectifs du projet
• Retour sur le premier CR de réunion
• Méthodologie pour la définition des tâches du projet
• Méthodologie pour quantification des objectifs
• Méthodologie pour l'analyse des risques

Semaine 3 : Du 03/10 au 08/10

• Installation matériel (Ordinateur)
• Objectifs du projet
• Définition du plan d'action
• Réception du kit R&D OpenBCI et premiers tests

Semaine 4 : Du 10/10 au 14/10

• Objectifs du projet
• Définition du plan d'action
• Réception matériel (Casque laboratoire & Gel)
• Finalisation de la convention de prêt de matériel

Semaine 5 : Du 17/10 au 21/10

• Entretien du matériel laboratoire
• Connexion du module de communication OpenBCI

Semaine 6 : Du 24/10 au 28/10

Réunion du 25/10/2016 :

• Validation du plan d'action
• Validation des indicateurs de résultat
• Validation des objectifs projet
• Prise de décision concernant le casque OpenBCI

Semaine 7 : Du 31/10 au 04/11

• Découverte et sensibilisation au logiciel OpenVibe

Semaine 8 : Du 07/11 au 11/11

• Analyse des risques projets
• Préparation du macroplanning

Semaine 9 : Du 14/11 au 18/11

• Premiers tests du système d'acquisition

Réunion du 16/11/2016 :

• Présentation Macroplanning
• Présentation analyse des risques
• Présentation V1 diaporama BCI
• Démonstration des mesures des premiers essais

Semaine 10 : Du 21/11 au 25/11

• Connexion du kit OpenBCI sur OpenVibe
• Modification du macroplanning
• Mise en place de fiche de compte-rendu de manipulation
• Travail de recherche sur les BCI

Semaine 11 : Du 28/11 au 02/12

• Préparation entretien avec Alban Duprès le 06/12
• Documentation OpenVibe

Réunion du 29/11/2016

• Présentation des connaissances BCI
• Présentation de l'avancement de la connexion de l'OpenBCI sur OpenVibe
• Présentation du macroplanning revu
• Présentation des fiches compte-rendu

Semaine 12 : Du 05/12 au 09/12

• Préparation diaporama soutenance & rapport décembre
• Documentation kit OpenBCI

Réunion avec Alban Duprès le 06/12

• Récupération des fichiers
  • Applications (Labyrinthe, karting etc…) développées sous UNITY
  • Scénarios OpenVibe
  • Exemples de classifieurs LDA (OpenVibe)
  • Fichiers Python (lien Classifieur/VRPN)
• Explications
  • Fonctionnement entre OpenVibe et Unity
  • Principe d’une interface cerveau ordinateur (d’un point de vue logiciel)
  • Scénario OpenVibe
• Impossible d’emprunter une électrode « oreille » car celles du laboratoire ont deux connecteurs
• Discussion à propos de l’application à un système réel

Semaine 13 : Du 12/12 au 16/12

• Rapport de intermédiaire
• Préparation soutenance
• Rapport intermédiaire rendu le 13/12
• Soutenance le 14/12

Semaine 14 : Du 03/01 au 06/01

• Connexion du kit OpenBCI à OpenVibe
• Premières mesures avec OpenVibe
• Enregistrement des données
• Etude des premiers scénarios OpenVibe
• Lecture des données sur MATLAB

Réunion du 06/01/2016

• Point sur le rapport de projet de décembre
• Point sur la soutenance de décembre
• Présentation de l'avancée du projet
• Point sur les livrables et objectifs à venir