เราได้เขียนบทความเกี่ยวกับการใช้เซ็นเซอร์ควอนตัม สำหรับอินเทอร์เฟซเชื่อมต่อสมองมนุษย์กับคอมพิวเตอร์ (brain-computer interfaces หรือ BCI) และแอปพลิเคชันทางชีวการแพทย์อื่น ๆ ซึ่งถือเป็นเทคโนโลยีแห่งอนาคต แต่ถ้าคุณอยากทดลองกับเทคโนโลยี BCI และวิทยาศาสตร์ชีวภาพตั้งแต่วันนี้ ชุด PiEEG ก็มีทุกอย่างที่คุณต้องใช้ในการเริ่มต้น โดยทุกชิ้นส่วนถูกจัดเก็บอย่างเรียบร้อยในกระเป๋าเดินทางขนาดกะทัดรัด พกพาสะดวกไม่ว่าจะใช้งานที่บ้าน มหาวิทยาลัย หรือโรงเรียน
ห้องแล็บชีววิทยาแบบพกพานี้นี้พัฒนาขึ้นจาก PIEEG Shield สำหรับ Raspberry Pi ที่เปิดตัวในปี 2023 โดยประกอบด้วย Raspberry Pi 5 รุ่นแรม 8GB, หน้าจอขนาด 9 นิ้ว, บอร์ดเซ็นเซอร์, ขั้วอิเล็กโทรดและสายสำหรับ EEG (วัดคลื่นสมอง) รวมถึงขั้วอิเล็กโทรดสำหรับบันทึกสัญญาณสำหรับ for EMG (กล้ามเนื้อ), EKG (หัวใจ) และ EOG (ดวงตา) ครบชุดในกล่องเดียว
PiEEG kit ประกอบด้วยบอร์ดแบบกำหนดเองหลัก 2 ตัว โดยมีคุณสมบัติและสเปกดังนี้:
- PiEEG Shield ติดตั้งอยู่ด้านบนของ Raspberry Pi 5
- ADC – Texas Instruments ADS1299 Analog-to-Digital Converter สำหรับวัดสัญญาณชีวภาพ
- อินเทอร์เฟซเชื่อมต่อกับโฮสต์ – GPIO header 40 พิน พร้อม โปรโตคอล SPI รองรับความถี่จาก 250 SPS ถึง 16 kSPS และที่ความละเอียด 24 บิตต่อช่อง
- 8x ช่อง สำหรับเชื่อมต่ออิเล็กโทรดแบบเปียกหรือแห้ง
- สามารถตั้งค่าขยายสัญญาณ (Gain) – 1, 2, 4, 6, 8, 12, 24
- รองรับการวัดค่าความต้านทาน (Impedance)
- Common-Mode Rejection Ratio CMRR – 120
- สัญญาณรบกวนภายใน (Internal noise) – 0.4 μV
- สัญญาณรบกวนภายนอก (External noise) – 0.8 μV
- อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน (SNR) – 130 dB
- การขยาย
-
- 3x พินอิสระสำหรับเชื่อมต่ออุปกรณ์ภายนอก (กราวด์และช่องของ Raspberry Pi)
- 33x พิน GPIO ของ Raspberry Pi ยังว่างอยู่ สามารถใช้เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ภายนอกอื่น ๆ ได้
- อื่นๆ – ไฟ LED แสดงสถานะการจ่ายไฟ และสถานะการเชื่อมต่อกับชิป ADS1299
-
- PiEEEG Bio Lab board
- การวัดสัญญาณชีวภาพ
- 10 ช่อง สำหรับวัด EEG (คลื่นสมอง) ใช้สำหรับอินเทอร์เฟซสมองกับคอมพิวเตอร์ (BCI)
- 4 ช่อง สำหรับวัดสัญญาณ EOG (ดวงตา), ECG (หัวใจ), EMG (กล้ามเนื้อ)
- เซ็นเซอร์
- เซ็นเซอร์วัดออกซิเจนในเลือด (SpO2)
- เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิแบบสัมผัส
- เซ็นเซอร์ตรวจจับเสียง
- เซ็นเซอร์คุณภาพอากาศ
- เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิและความชื้นของอากาศ
- การขยาย
- คอนเนกเตอร์ SPI และ I2C
- GPIO header 40 พิน ที่เชื่อมต่อกับ Raspberry Pi โดยตรง
- GPIO output header พร้อม 6x GPIOs
- พอร์ตควบคุมหุ่นยนต์จากระยะไกล
- อื่น ๆ – 3x ปุ่มใช้งานสำหรับผู้ใช้
- สายไฟเลี้ยงสำหรับ Raspberry Pi และหน้าจอแสดงผล
- การวัดสัญญาณชีวภาพ
ห้องแล็บวิทยาศาสตร์ชีวภาพที่ใช้ Raspberry Pi 5 นี้ได้รับประโยชน์จากซอฟต์แวร์ที่มีอยู่เดิมของ PiEEG Shield ซึ่งเป็นซอฟต์แวร์โอเพ่นซอร์สที่รองรับการเก็บข้อมูลดิบแบบเรียลไทม์ การกรองสัญญาณ และยังมี SDK ภาษา Python สำหรับใช้พัฒนาโปรเจกต์ต่าง ๆ ได้อีกด้วย, Ildar Rakhmatulin นักวิจัยระบบประสาทเทคโนโลยีจากมหาวิทยาลัย Edinburgh และผู้ก่อตั้ง PiEEG ยังได้เขียนคอร์สเรียนด้านการประมวลผลสัญญาณด้วย Python สำหรับผู้ที่ต้องการเรียนรู้ไปพร้อมกับการใช้งานข้อมูลชีวภาพของตัวเอง
ขณะนี้มีเอกสารฮาร์ดแวร์, คู่มือ, และซอฟต์แวร์บางส่วนให้ใช้งานได้บน GitHub, แต่ดูเหมือนว่ายังไม่สามารถหาเนื้อหาคอร์สเรียนได้อย่างชัดเจน คาดว่าจะมีทรัพยากรบางส่วนเปิดให้เข้าถึงหลังจากสิ้นสุดแคมเปญระดมทุน วิดีโอท้ายบทความก็เป็นอีกสิ่งหนึ่งที่ช่วยให้เข้าใจถึงความสามารถของระบบนี้ได้ดีครับ
Ildar ได้เปิดตัว PiEEG Kit บน Indiegogo โดยตั้งเป้าระดมทุนไว้ที่ 10,000 GBP funding target (~400,000฿), แพ็คเกจชุด PiEEG Kit แบบครบชุดพร้อมอุปกรณ์เสริมทั้งหมด ซอฟต์แวร์ และคอร์สเรียน Python ต้องการการสนับสนุนที่ $1,120 (~38,000฿) คาดว่าจะเริ่มจัดส่งได้ภายในเดือน กันยายน 2025, หมายเหตุ: PiEEG Kit ไม่ใช่อุปกรณ์ทางการแพทย์ และเหมาะสำหรับการศึกษาและการวิจัยเท่านั้น
แปลจากบทความภาษาอังกฤษ : PiEEG kit – A Raspberry Pi 5-based bioscience lab in a suitcase (Crowdfunding)
บรรณาธิการข่าวและบทความภาษาไทย CNX Software ได้มีความสนใจในด้านเทคโนโลยี โดยเฉพาะ Smart Home และ IoT