OpenBCI Galea

1.ที่มา/ Background ของเทคโนโลยี BCI คืออะไร มีหลักการทำงานคร่าวๆอย่างไร มีความสำคัญอย่างไรในโลกปัจจุบันและอนาคต

BCI หรือ Brain-Computer Interface เป็นเทคโนโลยีที่ช่วยให้การสื่อสารระหว่างสมองของมนุษย์กับอุปกรณ์คอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ เป็นไปได้โดยตรง โดยไม่ต้องผ่านการใช้กล้ามเนื้อหรือการเคลื่อนไหวทางร่างกาย เทคโนโลยีนี้ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อช่วยในด้านการแพทย์เป็นหลัก โดยเฉพาะการช่วยเหลือผู้ป่วยที่มีข้อจำกัดในการเคลื่อนไหว เช่น ผู้ป่วยที่เป็นอัมพาต หรือมีโรคที่ส่งผลต่อการควบคุมการเคลื่อนไหว

2.รายละเอียดเบื้องต้นเกี่ยวกับอุปกรณ์

ชื่อโมเดล: Galea
ยี่ห้อ: OpenBCI
ปีที่ผลิต: 2022
บริษัทที่ผลิต: ผลิตโดย OpenBCI ร่วมมือกับ Varjo ซึ่งเป็นผู้พัฒนาชุดหูฟัง VR/AR

3.รายละเอียดสเปคต่างๆ

a. จำนวน electrode channels และประเภทของ electrode (เปียก/แห้ง)
มีจำนวน 32 ช่อง สำหรับการเก็บข้อมูลคลื่นสมอง (electrode channels) ซึ่งใช้ electrodes แบบแห้ง (dry electrodes) โดยไม่ต้องใช้เจลหรือสารหล่อลื่นอื่นๆ ซึ่งช่วยให้การใช้งานสะดวกและลดความยุ่งยากในการเตรียมการ

b.ตำแหน่งelectrodeบนศรีษะ
-Fp1 (Frontal Pole 1)
-Fp2 (Frontal Pole 2)
-F3 (Frontal 3)
-F4 (Frontal 4)
-F7 (Frontal 7)
-F8_ (Frontal 8)_
-C3 (Central 3)
-C4 (Central 4)
-T7 (Temporal 7)
-T8 (Temporal 8)
-P3 (Parietal 3)
-P4 (Parietal 4)
-P7 (Parietal 7)
-P8 (Parietal 8)
-O1 (Occipital 1)
-O2 (Occipital 2)

Galea มีจำนวน 32 ช่อง โดยช่องทางที่ใช้การวัดนั้นมักจะถูกจัดเรียงในรูปแบบที่สามารถครอบคลุมได้มากกว่า 16 ช่อง ซึ่งอาจหมายถึงการมีหลายช่องที่วางซ้ำกันหรือมีช่องเพิ่มเติมเพื่อให้ได้ข้อมูลที่ละเอียดมากขึ้นในบางพื้นที่ของศีรษะ การจัดตำแหน่งอาจไม่ตรงตามมาตรฐาน 10-20 system แต่จะมีการวางในตำแหน่งที่ออกแบบให้เหมาะสมกับการเก็บข้อมูลที่แม่นยำและหลากหลาย

c. ขนาด/น้ำหนัก
ขนาด: ประมาณ 200 x 150 x 100 มิลลิเมตร (7.9 x 5.9 x 3.9 นิ้ว)
น้ำหนัก: ประมาณ 350 กรัม (12.3 ออนซ์)

d. Sampling Rate ,Resolution ,Signal-to-Noise Ratio
Sampling Rate: สูงสุด 1,000 Hz (อัตราการสุ่มตัวอย่างสูงสุด)
Resolution: 24-bit (ความละเอียดของสัญญาณ)
Signal-to-Noise Ratio (SNR): ประมาณ 80 dB (ค่าการสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน)

e. การเชื่อมต่อหรือ connectivity ( bluetooth ,optic fiber ,etc.)

• การเชื่อมต่อแบบไร้สาย: ใช้ Bluetooth เพื่อส่งข้อมูล EEG และข้อมูลอื่นๆ แบบเรียลไทม์ไปยังอุปกรณ์ที่รองรับ
• การเชื่อมต่อแบบมีสาย: สามารถเชื่อมต่อผ่าน USB-C เพื่อความเสถียรและความเร็วในการส่งข้อมูลที่สูงขึ้น ทั้งสองตัวเลือกการเชื่อมต่อทำให้การใช้งาน Galea ยืดหยุ่นและสามารถใช้งานได้กับอุปกรณ์หลายประเภท

f. Battery life
4-6 ชั่วโมง

g. Hardware เพิ่มเติม
ชุดหูฟัง Galea EEG: อุปกรณ์หลักที่รวมถึงเซ็นเซอร์ EEG, PPG, EDA, EMG และ EOG

4.วิธีการสวมใส่และใช้งาน

1.เตรียมอุปกรณ์

• ตรวจสอบว่าแบตเตอรี่ถูกชาร์จเต็มหรือไม่และอุปกรณ์ทุกชิ้นอยู่ในสภาพพร้อมใช้งาน
• หากต้องการใช้งานแบบมีสาย ให้เชื่อมต่อ USB-C เข้ากับคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์รับสัญญาณที่รองรับ
• หากใช้งานแบบไร้สาย ให้เปิด Bluetooth บนอุปกรณ์และจับคู่อุปกรณ์กับ Galea 2. สวมใส่หูฟัง
• นำ Galea มาสวมศีรษะโดยจัดวางให้อยู่ในตำแหน่งที่พอดี
• ปรับแถบคาดศีรษะและตำแหน่งของ electrodes เพื่อให้พอดีกับรูปทรงของศีรษะและสัมผัสกับผิวหนังอย่างแน่นพอสมควร
• ตรวจสอบว่าตำแหน่งของ electrodes อยู่ในจุดที่เหมาะสมตามมาตรฐาน 10-20 system หรือตำแหน่งที่ระบุในคู่มือการใช้งาน
• เชื่อมต่อและเริ่มการใช้งาน
• เปิดเครื่อง Galea โดยกดปุ่มเปิด/ปิดที่อุปกรณ์
• เปิดซอฟต์แวร์ที่รองรับ
• ซอฟต์แวร์จะแสดงการเชื่อมต่อกับ Galea และพร้อมเริ่มการเก็บข้อมูล EEG, EOG, EMG, PPG และ EDA
• ตั้งค่าพารามิเตอร์ที่ต้องการ เช่น sampling rate หรือการบันทึกข้อมูลแบบเรียลไทม์
• ตรวจสอบการเชื่อมต่อและคุณภาพของสัญญาณ
• ตรวจสอบผ่านซอฟต์แวร์ว่าคุณภาพของสัญญาณที่ได้จากแต่ละ electrode มีความชัดเจนและไม่มีสัญญาณรบกวน
• หากพบสัญญาณรบกวน ให้ปรับตำแหน่งของ electrodes หรือแก้ไขการเชื่อมต่อ
• เริ่มการบันทึกข้อมูล
• เมื่อทุกอย่างพร้อม สามารถเริ่มการบันทึกข้อมูลหรือการใช้งานตามที่ต้องการ
• ซอฟต์แวร์จะบันทึกข้อมูลทางประสาทวิทยาหรือส่งสัญญาณแบบเรียลไทม์ไปยังอุปกรณ์อื่นๆ
• ถอดอุปกรณ์และดูแลรักษา
• เมื่อเสร็จสิ้นการใช้งาน ให้ถอด Galea ออกจากศีรษะอย่างระมัดระวัง
• หากใช้งานแบบไร้สาย ให้ปิดเครื่องเพื่อประหยัดแบตเตอรี่
• ทำความสะอาด dry electrodes และอุปกรณ์ให้สะอาดหลังการใช้งานเพื่อยืดอายุการใช้งาน

5.วิธีการบันทึกข้อมูลเบื้องต้น

• ถ้าไม่มีทักษะการเขียนโปรแกรมหรือเพียงต้องการบันทึกข้อมูลเบื้องต้น OpenBCI GUI หรือ NeuroPype จะเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด
• ถ้ามีทักษะการเขียนโปรแกรมขั้นพื้นฐานหรือขั้นสูง สามารถใช้ Unity Galea SDK ร่วมกับ Python, MATLAB หรือซอฟต์แวร์วิเคราะห์สัญญาณอื่นๆ เพื่อปรับแต่งการบันทึกและการวิเคราะห์ข้อมูล

6.ลักษณะการนำอุปกรณ์ไปประยุกต์ใช้
อุปกรณ์ชนิดนี้ออกแบบมาเพื่อ/เหมาะสมสำหรับการนำไปใช้ในด้านใด

• การเล่นเกม (Gaming): ใช้ในการสร้างเกมที่ตอบสนองต่อสัญญาณสมอง (BCI) เพื่อเพิ่มประสบการณ์การเล่นเกมที่สมจริงและโต้ตอบได้
• การแพทย์ (Healthcare): ใช้เพื่อการวิจัยทางประสาทวิทยา, การตรวจวัดคลื่นสมอง และการฟื้นฟูสภาพจิตใจ
• การทำวิจัย (Research): ใช้ในงานวิจัยเกี่ยวกับคลื่นสมองและการทำงานของระบบประสาท
• การออกแบบ/อุตสาหกรรม (Design/Industry): ใช้สำหรับ UX/UI ที่ตอบสนองต่อสภาพจิตใจของผู้ใช้

7.ความเห็นและข้อวิพากษ์วิจารณ์

1. Galea vs. OpenBCI Cyton: การวัดสัญญาณ: Galea: วัดได้ทั้ง EEG, EMG, EOG, GSR และ PPG ครอบคลุมสัญญาณทางประสาทมากกว่า OpenBCI Cyton: วัดเฉพาะ EEG เป็นหลัก แต่มีการรองรับการขยายไปยัง EMG และ EKG ได้ การใช้งาน: Galea: เหมาะสำหรับการพัฒนาเกมและประสบการณ์ VR/AR รวมถึงงานวิจัยที่ต้องการการเก็บข้อมูลสัญญาณหลายประเภท OpenBCI Cyton: มักใช้ในงานวิจัย EEG, BCI และงานทดลองทางประสาทวิทยา แต่ไม่มีการรวมฟังก์ชัน VR/AR ราคา: Galea: ราคาสูงกว่า เนื่องจากมีฟังก์ชันการวัดสัญญาณหลายประเภทและรองรับเทคโนโลยี VR OpenBCI Cyton: ราคาต่ำกว่า แต่มีฟังก์ชันที่จำกัดมากกว่า การใช้งาน: Galea: การใช้งานค่อนข้างซับซ้อนเนื่องจากมีการวัดสัญญาณหลายประเภทและต้องใช้การเขียนโปรแกรมในหลายแพลตฟอร์ม OpenBCI Cyton: ใช้งานง่ายกว่าในแง่ของการเชื่อมต่อกับซอฟต์แวร์และการใช้งานทั่วไป
2. Galea vs. Emotiv Epoc X: การวัดสัญญาณ: Galea: วัดได้หลากหลายมากกว่า (EEG, EMG, EOG, GSR, PPG) Emotiv Epoc X: วัดเฉพาะ EEG ด้วย 14 ช่องสัญญาณ การใช้งาน: Galea: รองรับการพัฒนาเกม, VR/AR, และงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการตอบสนองของสัญญาณสมองและร่างกาย Emotiv Epoc X: เหมาะสำหรับการใช้งานในงานวิจัยทางประสาทวิทยา, การศึกษาทางจิตวิทยา และ BCI ราคา: Galea: ราคาสูงกว่า เนื่องจากมีฟังก์ชันหลายอย่างและเทคโนโลยี VR/AR Emotiv Epoc X: ราคาปานกลางเมื่อเทียบกับการใช้งานที่เน้น EEG เท่านั้น การเชื่อมต่อ: Galea: รองรับการเชื่อมต่อกับ Unity และแพลตฟอร์ม VR/AR Emotiv Epoc X: มีซอฟต์แวร์เฉพาะของ Emotiv สำหรับการเก็บข้อมูล EEG และวิเคราะห์ แต่ไม่รองรับ VR/AR
3. Galea vs. Neurable: การวัดสัญญาณ: Galea: วัดได้ทั้ง EEG, EMG, EOG, GSR, และ PPG Neurable: เน้นที่ EEG แต่มีการพัฒนาเทคโนโลยี BCI สำหรับการควบคุมเกมและ VR โดยตรง การใช้งาน: Galea: มีความครอบคลุมมากกว่าในเรื่องของการวัดสัญญาณหลายประเภทและการประยุกต์ใช้ในหลายอุตสาหกรรม Neurable: เน้นที่การใช้งานใน VR/AR และเกมเป็นหลัก โดยมุ่งเน้นที่การควบคุมเกมด้วยสมอง (BCI) เพื่อเพิ่มประสบการณ์การใช้งาน ราคา: Galea: มีราคาสูงกว่า เนื่องจากการรวมหลายฟังก์ชันและรองรับสัญญาณหลายประเภท Neurable: มีราคาต่ำกว่า และเน้นที่ฟังก์ชันการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับ VR/AR และเกมเท่านั้น การใช้งาน: Galea: เหมาะกับงานวิจัยและพัฒนาในหลายสาขา ทั้งการแพทย์, เกม, VR/AR และ UX/UI Neurable: เน้นเฉพาะด้านเกมและประสบการณ์เสมือนจริงเป็นหลัก

สรุป
Galea เหมาะสำหรับผู้ใช้ที่ต้องการอุปกรณ์แบบครอบคลุมที่สามารถใช้ในการวิจัย, การพัฒนาเกม, VR/AR และการวิเคราะห์ UX/UI
OpenBCI Cyton และ Emotiv Epoc X เหมาะสำหรับงานวิจัยเฉพาะด้าน EEG และ BCI ในราคาที่ต่ำกว่า
Neurable เน้นการใช้งานใน VR/AR และการควบคุมเกมด้วย BCI เป็นหลัก