{"id":1948,"date":"2021-05-17T19:30:33","date_gmt":"2021-05-17T18:30:33","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/?p=1948"},"modified":"2021-06-17T20:09:47","modified_gmt":"2021-06-17T19:09:47","slug":"openbci","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.univ-angers.fr\/polytech_2A\/2021\/05\/17\/openbci\/","title":{"rendered":"OpenBCI"},"content":{"rendered":"

Pr\u00e9sentation du groupe <\/strong><\/p>\n

Nous sommes 3 \u00e9tudiants de Polytech Angers en Peip2A, nous nous pr\u00e9nommons BIARD Valentin \/ DUGU\u00c9 Tom \/ JOSPIN Kilian.<\/p>\n

Description du projet <\/strong><\/p>\n

Le projet OpenBCI est un projet visant a cr\u00e9er une interface Homme-Machine par le biais d\u2019un casque muni d\u2019\u00e9lectrodes, afin de r\u00e9cup\u00e9rer les signaux \u00e9lectriques \u00e9mis par le cerveau et de pouvoir les interpr\u00e9ter par la suite.<\/p>\n

Accessible \u00e0 tous, le projet OpenBCI est Open Source. Mais ce n\u2019est pas tout, il est \u00e9galement accessible par les amateurs. En effet, le casque n\u2019est pas constitu\u00e9 de mat\u00e9riaux chers et compliqu\u00e9s \u00e0 cr\u00e9er. De plus, une simple carte Arduino peut suffire pour l\u2019utiliser. Un des objectifs de ce projet est que chaque personne, sans forc\u00e9ment de moyen, ni de connaissance puisse s\u2019en servir. Ainsi, il existe toute une documentation permettant de cr\u00e9er son casque simplement par soi-m\u00eame. De m\u00eame que pour les personnes qui ne voudraient pas ou ne se sentiraient pas de se lancer dans la construction d\u2019un casque de ce type, OpenBCI propose \u00e9galement des kits pr\u00eats \u00e0 l’emploi (allant du casque en pi\u00e8ces d\u00e9tach\u00e9es, jusqu\u2019au casque pr\u00e9construit), c\u2019est avec l\u2019un d\u2019entre eux que nous allons travailler, \u00e0 part pour l’armature du casque qui a \u00e9t\u00e9 imprim\u00e9 en 3D. Le mod\u00e8le 3D de l\u2019armature du casque est un fichier Open Source, n\u2019importe qui peut donc le r\u00e9cup\u00e9rer et l\u2019imprimer par ses propres moyens.<\/p>\n

Origine du choix de notre projet<\/strong><\/p>\n

Nous sommes tous les trois int\u00e9ress\u00e9s par l\u2019informatique et particuli\u00e8rement par l\u2019intelligence artificielle, c\u2019est une des raisons pour lesquelles le projet OpenBCI nous semblait int\u00e9ressant. De plus, ce projet nous semblait \u00eatre l\u2019occasion pour nous de d\u00e9couvrir des nouvelles technologies li\u00e9es \u00e0 nos projets d\u2019\u00e9tudes.<\/p>\n

La proposition du projet OpenBCI a vu le jour \u00e0 la suite de l\u2019AVC de Mme Richard. Le but est alors de pouvoir exploiter la lecture du cortex c\u00e9r\u00e9brale afin de pouvoir d\u00e9velopper dans le futur des outils utilisables par la pens\u00e9e.<\/p>\n

Premi\u00e8res recherches sur le projet OpenBCI<\/strong><\/p>\n

Nous nous sommes rapidement rendu compte qu\u2019il y avait beaucoup de notions que nous ne pouvions pas r\u00e9ellement comprendre \u00e0 cause de notre manque de connaissances sur le corps humain.
\nCependant, nous avons continu\u00e9s nos recherches et nous avons fini par trouver une vid\u00e9o pr\u00e9sentant la construction du casque, ainsi que de la documentation expliquant comment faire fonctionner le casque avec le logiciel fourni.<\/p>\n

Construction du casque<\/strong><\/p>\n

La premi\u00e8re \u00e9tape fut d\u2019assembler l\u2019armature imprim\u00e9e en 3D, le mod\u00e8le 3D \u00e9tant fourni gratuitement par le projet OpenBCI. Cette \u00e9tape ne fut pas sans difficult\u00e9s, mais apr\u00e8s plusieurs tentatives nous finit par y arriver.<\/p>\n

\"image_2021-06-17_180324\"<\/a><\/p>\n

Ensuite, nous avons ajout\u00e9 les diff\u00e9rentes \u00e9lectrodes sur l\u2019armature <\/p>\n

\"image_2021-06-17_180357\"<\/a><\/p>\n

Nous avons d\u00fb nous adapter \u00e0 une nouvelle mani\u00e8re de \u00ab cartographier \u00bb les zones du cerveau (vue du dessus), selon le sch\u00e9ma suivant :<\/p>\n

\"image_2021-06-17_180456\"<\/a><\/p>\n

Ce sch\u00e9ma repr\u00e9sente l\u2019emplacement des \u00e9lectrodes selon le syst\u00e8me 10\/20 chaque lettre repr\u00e9sente une zone de la t\u00eate.
\nFp : Fronto-polair, F : Frontale, T : Temporale, A : Auriculaire, C : Centrale, P : Pari\u00e9tale, O : Occipitale. Les lettres ne correspondent pas toujours \u00e0 des lobes du cerveau, notamment pour C, qui correspond plus \u00e0 une zone. Les nombres pairs sont pour la partie droite du cerveau, et les nombres impairs pour la partie gauche, z pour la ligne m\u00e9diane.<\/p>\n

Par la suite, nous avons ajout\u00e9 la carte \u00e9lectronique \u00e0 l\u2019arri\u00e8re du casque, ainsi que fait les branchements des diff\u00e9rentes \u00e9lectrodes sur la carte \u00e9lectronique.<\/p>\n

\"image_2021-06-17_180522\"<\/a><\/p>\n

Prise en main du logiciel OpenBCI<\/strong><\/p>\n

La d\u00e9couverte du logiciel OpenBCI nous a permis de tester notre mat\u00e9riel et de v\u00e9rifier que chaque \u00e9lectrode fonctionnait bien.
\nNous avons d\u00e9couvert plusieurs erreurs qui peuvent arriver lors de l\u2019enregistrement des donn\u00e9es. Nous avons donc fait plusieurs tests afin de r\u00e9soudre ces diff\u00e9rents probl\u00e8mes et savoir comment emp\u00eacher qu\u2019ils arrivent.<\/p>\n

Nous avons \u00e9galement pu essayer deux m\u00e9thodes diff\u00e9rentes de branchements des \u00e9lectrodes sur la carte \u00e9lectronique. En effet, nous pouvons faire un branchement \u00ab classique \u00bb ou \u00ab diff\u00e9rentiel \u00bb. Dans les deux cas, nous avons r\u00e9ussis \u00e0 obtenir des r\u00e9sultats concluants.<\/p>\n

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Branchement classique :<\/p>\n

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\"image_2021-06-17_180555\"<\/a><\/p>\n

Chaque \u00e9lectrode est branch\u00e9e sur son pin associ\u00e9 par le logiciel en positif, et une oreille servant de r\u00e9f\u00e9rence est branch\u00e9 sur Bias+. Ainsi, on mesure la diff\u00e9rence entre la r\u00e9f\u00e9rence et l’\u00e9lectrode pour chaque canal.<\/p>\n

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Branchement en diff\u00e9rentiel :<\/p>\n

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\"image_2021-06-17_180616\"<\/a><\/p>\n

Pour chaque canal pair, on mesure la diff\u00e9rence entre chaque paire d’\u00e9lectrodes. L\u2019une est branch\u00e9e sur le pin positif et l\u2019autre sur le pin n\u00e9gatif. Cela permet d\u2019avoir des courbes plus propres et qui caract\u00e9rise mieux l\u2019activit\u00e9 locale.<\/p>\n

Finalement, le logiciel est assez intuitif et bien fait. Il permet l\u2019exportation de r\u00e9sultats en temps r\u00e9el vers d’autres logiciels ou l\u2019ajout de plugins permettant d\u2019ajouter des fonctionnalit\u00e9s. Plusieurs plugins Open Source sont disponibles sur Internet, programm\u00e9s en majorit\u00e9 en Python. Ils permettent une analyse plus sp\u00e9cifique des donn\u00e9es ou alors transformer ces derni\u00e8res en valeurs plus exploitables.<\/p>\n

Test du casque<\/strong><\/p>\n

Lors de notre premier test du casque, il nous est tout de suite apparu un probl\u00e8me d\u2019ergonomie. En effet, il fallait d\u00e9visser les \u00e9lectrodes afin de pouvoir passer notre t\u00eate, puis les revisser afin de pouvoir capter le signal.<\/p>\n

Exemple des \u00e9lectrodes :<\/p>\n

\"image_2021-06-17_180647\"<\/a><\/p>\n

\u00c9lectrodes avec piques<\/em><\/p>\n

Le casque n\u2019\u00e9tant pas coll\u00e9 \u00e0 la t\u00eate fait qu\u2019\u00e0 chaque mouvement, il y a des perturbations du signal. Et par le poids des piles \u00e0 l\u2019arri\u00e8re, le casque \u00e0 une certaine tendance \u00e0 reculer vers l\u2019arri\u00e8re.<\/p>\n

Nous avons r\u00e9ussi \u00e0 observer des r\u00e9sultats \u00ab satisfaisant \u00bb pour les mouvements suivants :
\n\u2022\tClignement des yeux\/d\u2019un \u0153il
\n\u2022\tSerrer les dents
\n\u2022\tHocher la t\u00eate (oui\/non)
\n\u2022\tSourire
\n\u2022\tBailler
\n\u2022\tHausser les sourcils
\n\u2022\tLever un ou deux bras<\/p>\n

Exemple des r\u00e9sultats observ\u00e9s pour un certain mouvement :<\/p>\n

\"image_2021-06-17_180735\"<\/a><\/p>\n

Pour conclure, lors de ce projet, nous avons pu d\u00e9couvrir l\u2019outil d\u2019OpenBCI qui est tr\u00e8s int\u00e9ressant avec des points forts. Le potentiel du casque et du logiciel est \u00e9norme, et pourrait permettre de nombreuses utilisations diff\u00e9rentes.
\nN\u00e9anmoins, il poss\u00e8de pour le moment plusieurs points n\u00e9gatifs. Le rapport entre l\u2019intensit\u00e9 du bruit et l\u2019intensit\u00e9 du signal est tr\u00e8s mauvais. Pour conclure, ce fut un projet tr\u00e8s int\u00e9ressant qui a permis de d\u00e9couvrir d’autres sp\u00e9cificit\u00e9s que celles rencontr\u00e9es dans la formation. Ce qui nous a permis d\u2019enrichir notre culture scientifique dans d’autres domaines. <\/p>\n

Nous remercions ainsi notre encadrant Hassan Bouljroufi de nous avoir permis de r\u00e9aliser ce projet.<\/p>\n

Annexe<\/strong><\/p>\n

Vid\u00e9o montrant l’acquisition des donn\u00e9es :
\n

https:\/\/blog.univ-angers.fr\/istiaprojetsei2\/files\/2021\/06\/OpenBCI-LastRecord.mp4<\/a><\/video><\/div><\/p>\n

Rapport d\u00e9taill\u00e9 du projet OpenBCI :
\n\n

GDE Erreur: Erreur lors de la r\u00e9cup\u00e9ration du fichier - si n\u00e9cessaire, arr\u00eatez la v\u00e9rification d'erreurs (404:Not Found)<\/div>\n<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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