Implementação em hardware de um sistema de interface cérebro-computador (BCI) usando lógica reconfigurável e processamento digital de sinais

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Barbante, Celso Coslop, 1976-
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: [s.n.]
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Interfaces cérebro-computador
Eletroencefalografia
Arranjos de logica programável em campo
Brain-computer interfaces
Electroencephalography
FPGA (Field programmable gate array)
Link de acesso: https://hdl.handle.net/20.500.12733/24780
Resumo: Orientador: José Raimundo de Oliveira
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spelling Implementação em hardware de um sistema de interface cérebro-computador (BCI) usando lógica reconfigurável e processamento digital de sinaisHardware implementation for Brain Computer Interface (BCI) system using reconfigurable logic and digital signal processingInterfaces cérebro-computadorEletroencefalografiaArranjos de logica programável em campoBrain-computer interfacesElectroencephalographyFPGA (Field programmable gate array)Orientador: José Raimundo de OliveiraTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: Um sistema tradicional de interface cérebro-computador usa equipamentos de eletroencefalografia com computadores pessoais e programas especializados para o processamento digital e análise do sinal. Com os avanços no processamento digital de sinal e recursos cada vez maiores de lógica reconfigurável FPGA, uma implementação em hardware foi desenvolvida com um processamento de sinal em hardware que objetiva reduzir o tamanho do sistema e seu custo, ao passo que mantém o computador para a interface com o objetivo de permitir um sistema flexível e com uma interface em software fácil der alterada. Um modelo de software e um sistema de teste foi desenvolvido e testado usando a técnica de imaginação de movimento e evoluiu até um modelo de hardware, exercitado por simulação como uma prova do conceito apresentado. O diagrama de blocos do sistema e proposta do hardware é mostrado e os resultados, usando modelos de hardware disponíveis, foi demonstrado e simulado com sinais reais de eletroencefalografia para a detecção da intenção do paciente apenas pelos sinais cerebrais gerados e capturados na região do córtex motorAbstract: A traditional brain-computer interface system uses electroencephalography equipment with personal computers and specialized software for digital processing and signal analysis. With advances in digital signal processing, and steadily increasing reconfigurable hardware FPGA resources, a new model for hardware implementation is proposed, with a hardware-based back end that aims reduce the system size and cost, while maintaining the personal computer in the front-end to keep system flexible with a convenient and easy to change software interface. A software model and test bench were developed and tested using movement imagery technique and evolved to a hardware model, evaluated as a proof of concept to enable a reconfigurable logic implementation. The system block diagram and hardware top-level proposal is show and the results, using currently available hardware-based building blocks, is demonstrated, and simulated with real electroencephalography signal for patient intent detection only through electrical signals generated by the brain and captured at motor cortex areaAbertoDoutoradoEngenharia de ComputaçãoDoutor em Engenharia ElétricaCAPES001[s.n.]Oliveira, José Raimundo de, 1950-Capovilla, Carlos EduardoAttux, Romis Ribeiro de FaissolQuevedo, Antonio Augusto FasoloMesquita, Odair dos SantosUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASBarbante, Celso Coslop, 1976-20242024-09-20T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (128 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/24780BARBANTE, Celso Coslop. Implementação em hardware de um sistema de interface cérebro-computador (BCI) usando lógica reconfigurável e processamento digital de sinais. 2024. 1 recurso online (128 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: 20.500.12733/24780. Acesso em: 29 set. 2025.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1410543https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1410543Cover: https://repositorio.unicamp.br/capa/capa?codigo=1410543porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2025-07-16T12:59:08Zoai::1410543Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2025-07-16T12:59:08Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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