SETKA.RU
 
03/05/2015
5 DIY аппаратных платформ для физиологических вычислений
Физиологические вычисления основываются на использовании биосигналов: их зондировании, обработке и регистрации. Тем не менее, биосигналы диктуют определенные требования, для которых типичные физические вычислительные платформы не особо подходят. До недавнего времени многие проекты так и не были завершены, чему препятствовали высокие издержки и ограниченный доступ к подходящим аппаратным компонентам. Сегодня этот сценарий изменился, частично благодаря следующим 5 DIY аппаратным платформам.
BITalino

Это швейцарский армейский нож недорогого оборудования и открытого программного обеспечения, инструментальных средств для работы с биосигналами (от мышц, сердца, нервной системы и др). BITalino предназначен для обучения и прототипирования устройств, удовлетворяя потребности студентов, преподавателей, руководителей, исполнителей, исследователей, корпоративного R & D, и других пользователей. Конечно, было бы предвзято прокомментировать это, но можете убедиться, что авторитетный журнал недавно отметил BITalino, как "один из лучших" в области носимых микроконтроллеров. По словам Роберта Макграт", эти ребята знают, что они делают , и всё хорошо продумали."

Для беспроблемной эксплуатации, аппаратного сопряжения нескольких датчиков биосигналов, микроконтроллер ATmega328P запрограммирован для потоковой передачи данных в реальном времени, есть беспроводной интерфейс Bluetooth и блок управления питанием со встроенным LiPo-зарядным устройством. Программное обеспечение включает OpenSignals визуализатор в режиме реального времени, API для программирования, и много примеров. OpenSignals на самом деле довольно крут для быстрого прототипирования, учитывая, что он использует "batteries-included" Python для требовательных вычислительных задач и HTML/CSS/JS для пользовательского интерфейса - просто посмотрите исходные коды на GitHub.

В числе прочих вкусностей - бесплатные модели корпуса, которые могут быть напечатаны на любом 3D-принтере, активный пользовательский форум и растущее и энергичное сообщество.

Libelium e-Health Sensor Platform

«Медицинский армаментариум на плате» - возможно, лучший способ описать датчик платформы электронного здравоохранения, сделанный Libelium’s Cooking Hacks open hardware division. Эта плата работает вместе с Arduino или Raspberry Pi и имеет датчик кровяного давления, глюкометр, датчик воздушного потока, насыщения кислородом, и многие другие датчики, которые обычно можно увидеть только возле больничной койки. Есть несколько внешних интерфейсов, в том числе Wi-Fi, 3G, ZigBee, и даже интерфейс камеры для захвата фотографий или видео.

Программное обеспечение тоже не подкачало - команда создала C ++ библиотеку, через которую пользователь может читать данные датчика и передавать результаты измерений, используя один из доступных интерфейсов связи. Пользователи, также, имеют ряд вариантов визуализации данных, и даже есть способ отправки данных в облако. В целом, Libelium e-Health Sensor Platform была разработана для телемедицины и предоставляет множество инструментов, чтобы сделать это её более доступной.

OpenBCI

Вы полюбите этих парней. Мониторинг Активность мозга само по себе не является сложной задачей. Но упаковка большинства функций высокого класса, таких как электроэнцефалография (ЭЭГ) на сравнительно доступной открытой аппаратной платформе при подобном качестве исследования сигналов? Это заслуживает уважения! Команда OpenBCI начала с очень успешной кампании на Kickstarter. Их плата содержит высокопроизводительный TI ADS1299 программируемый микроконтроллер с аналоговым входом, карты памяти для локального хранения данных и Bluetooth Low Energy (BLE) для передачи данных.

OpenBCI был специально разработан для ЭЭГ, и в частности, предназначен для реализации проектов интерфейса мозг-компьютер (BCI), поэтому комплект поставляется в наборе со стандартным золотым кубком-электродом и проводящей пастой. Предусмотрена даже возможность распечатать держатель для головы, как будто прямиком из фильма «Человек-паук». Что касается программного обеспечения, команда погла по проверенному и испытанному пути обработки, предоставляя пользователям основную панель для визуализации потока данных и функции извлеченния полезной информации из собранных данных. Пользователи, также, получают SDK для Python, а на подходе - OpenFrameworks и Node.js.

В довершение ко всему, есть довольно хорошо организованная система документации и учебных пособий.

OpenEEG

Если говорить о DIY оборудовании для физиологического вычислений, OpenEEG - дедушка их всех. Запущенный еще в 2004 г. (за год до Arduino), OpenEEG начал с миссии предложить недорогую альтернативу коммерческим устройств ЭЭГ, которые будут использоваться в качестве инструмента или любительских игрушек. Аппаратно он состояит из платы сбора данных , активных и пассивных электродов, калибровочных инструментов и других фич вроде модулятора для использования звуковой карту как устройства записи ЭЭГ. Не удивительно ли?

Пользователи, также, могут создавать свои решения с помощью доступных OpenEEG программных приложений и библиотек. Есть приложения биологической и нейронной обратной связи, TCP / IP сервер для потоковой передачи сырых ЭЭГ данных, и даже простая игра с управлением мозгом пользователя. Другие проекты с использованием мозговых волн включают NeuroKnitting, пространство между нами, и Mattel's Mindflex.

SpikerBoxes by Backyard Brains

Оргстекло, палочки для эскимо, базовые электронные компоненты и 9В батареи - Backyard Brains удалось связать эти, казалось бы, не связанные между собой части в их учебном SpikerBoxes. Хотя в первую очередь он предназначен для школьников, эксперименты, такие как RoboRoach или интерфейс человек-человек способны разбудить внутреннего ребенка в каждом из нас.

SpikerBoxes продуман для автономной работы и имеет встроенный динамик, чтобы обеспечить обратную связь в реакцию на события, такие как мышечные сокращения, сердцебиения и прочие. Интересен трюк подключения плат датчика к гнезду аудио на компьютере или смартфоне. Это позволяет использовать звуковую карту в качестве устройства сбора данных и просматривать данные в режиме реального времени.

Эти ребята даже сделали модуль для образовательной платформы littleBits. Чертежи и аннотированные схемы комплекта SpikerBox доступны для свободного скачивания с сайта проекта в формате PDF ( здесь и здесь ).

В двух словах

Хотя данные платформы нельзя классифицировать как полноправные медицинские устройства, каждая из них позволяет нам учиться и получать довольно большой объём информации о нашем состоянии здоровья.

В свете книги The Creative Destruction of Medicine (Творческое разрушение медицины, Эрик Тополь, Eric J. Topol), недорогие DIY-аппаратные средства для физиологических вычислений являются еще одним ингредиентом цифровой эволюции, состоящей в том, чтобы создать лучшие практики здравоохранения.

Ещё новости в рубрике
Электроника, Техническое творчество, Медицына