طراحی و ساخت واسط انسان-کامپیوتر پوشیدنی مبتنی بر سیگتال الکتریکی چشم

در جامعه بشری افراد زیادی از معلولیت های جسمی-حرکتی رنج می برند. گستره محدودیت ها و ناتوانی ها در میان افراد معلول متفاوت است. در گروهی از بیماری ها فرد کنترل ارادی حرکت اندام و قدرت تکلم خود را از دست می دهد، درحالی که به لحاظ هوشی و ادراکی سالم است. واسط های انسان-کامپیوتر به عنوان یک فناوری یاری رسان، راهی برای بیان منظور و برقراری ارتباط با محیط بیرون برای این افراد فراهم می آورد. در این تحقیق، یک واسط انسان-کامپیوتر پوشیدنی طراحی و ساخته شده است که امکان بیان منظور را از طریق حرکت چشم و پلک زدن فراهم می کند. واسط طراحی شده عینکی است که از طریق بورد الکترونیکی تعبیه شده روی دسته آن، سیگنال الکتریکی چشم را ثبت و به صورت بی سیم به کامپیوتر منتقل می کند. در بخش نرم افزاری واسط، اطلاعات به صورت زمان حقیقی دریافت و پردازش می گردد. برای تشخیص حرکت های جهشی چشم و پلک زدن از روش های مشتق گیری، آستانه گذاری تطبیقی و تطبیق الگو استفاده شده است. در سیستم نه حالت حرکتی مختلف برای ارتباط با محیط کاربری تعریف گردیده است. این محیط های کاربری شامل یک بازی ساده کامپیوتری و یک صفحه کلید مجازی به صورت حرفی-عددی یا تصویری است که فرد می تواند با حرکت چشم خود با آن ها ارتباط برقرار نماید. سیستم نهایی روی یک بورد مدار چاپی در اندازه cm 5/4 × cm 6/2، با پوشش سبز و به صورت دو رو پیاده سازی شده است. ولتاژ تغذیه بورد 3 ولت و توان مصرفی آن mw 123 می باشد که با به کار بردن قطعه های کم مصرف محقق گردیده است. برای ارزیابی عملکرد دستگاه، 1071 کاراکتر توسط شش فرد عادی تایپ شد و صحت عملکرد سیستم در تشخیص حالت های حرکتی چشم، 1/94% ارزیابی گردید. نرخ تایپ 45/4 کاراکتر در دقیقه محاسبه شد که در 15% نهایی آزمایش ها، با عادت کردن بیشتر افراد به کار با سیستم، به مقدار 22/7 کاراکتر در دقیقه بهبود یافت. امکان-پذیری استفاده از دستگاه برای افراد ناتوان جسمی-حرکتی با انجام بازی کامپیوتری تعریف شده در سیستم توسط چهار فرد فلج مغزی و چهار اندام اثبات گردید. متوسط درصد موفقیت افراد در انجام حرکت های چشم برای ارتباط با سیستم 7/58% محاسبه شد و در یکی از سوژه ها با سه بار تکرار بیشتر آزمایش درصد موفقیت به 3/83% رسید. این دستگاه به فرد ناتوان جسمی-حرکتی این امکان را می دهد که از طریق کامپیوتر و تنها با حرکت چشم با دیگران ارتباط برقرار کرده و منظور، خواسته ها یا داشته های ذهنی خود را با دیگران به اشتراک گذارد. با پیشبرد قسمت نرم افزاری کاربرد دستگاه می تواند برای کمک به ناتوانان حرکتی دیگر که با وجود امکان صحبت کردن، قادر به استفاده از دست های خود نیستند تعریف گردد. به گونه ای که از دستگاه برای یادگیری راحت تر، نوشتن بدون نیاز به کمک دیگران، کار با کامپیوتر و اینترنت استفاده کنند. در نگاهی وسیع تر، این دستگاه می تواند برای افراد عادی نیز به عنوان واسط دیگری برای ارتباط با کامپیوتر در کنار موس و صفحه کلید مورد استفاده قرار گیرد.