Cerelog ESP-EEG – บอร์ดเก็บสัญญาณ EEG ที่ใช้ ESP32 สำหรับการทดลอง Brain-Computer Interface (BCI)

Cerelog ESP-EEG เป็นแผงวงจร Brain-Computer Interface (BCI) แบบ 8 แชนเนล ราคาประหยัด พัฒนาบนไมโครคอนโทรลเลอร์ ESP32 และออกแบบมาสำหรับการเก็บข้อมูลสัญญาณ EEG บอร์ดรองรับการเก็บข้อมูล EEG แบบ 8 แชนเนล ความละเอียด 24 บิต และเชื่อมต่อกับระบบโฮสต์ผ่านพอร์ต USB-C สำหรับทั้งไฟเลี้ยงและการรับส่งข้อมูล

บอร์ดมีขา bias สำหรับการลดสัญญาณรบกวนแบบแอคทีฟ ซึ่งช่วยลดสัญญาณรบกวนจากไฟบ้าน (mains interference) พร้อมไฟ LED แสดงสถานะบนบอร์ด รวมถึงไฟเฉพาะสำหรับแสดงการจับข้อมูลแบบเรียลไทม์ สามารถใช้งานร่วมกับหมวก EEG จากผู้ผลิตรายอื่นหรือแบบ DIY ผ่านบอร์ดอะแดปเตอร์ และมีไฟล์ STL สำหรับพิมพ์ 3 มิติใช้เป็นตัวยึด นอกจากนี้ Cerelog ยังมีเครื่องมือซอฟต์แวร์และโค้ดตัวอย่างสำหรับการแสดงผล EEG แบบเรียลไทม์ การทดลอง BCI การทำ neurofeedback และการพัฒนาแอปพลิเคชันควบคุมด้วยสมองแบบกำหนดเอง

สเปคของ Cerelog ESP-EEG :

โมดูลไร้สาย – ESP32-WROOM-32
- SoC – ESP32
  - CPU – Dual-core processor @ 160 MHz
  - หน่วยความจำ –SRAM 520 KB
  - การสื่อสารไร้สาย Wi-Fi 802.11 b/g/n, Bluetooth 4.2
- สตอเรจ – Flash 4 MB
- สายอากาศ PCB
Analog Front-End ใช้ ADC รุ่น ADS1299 ของ TI สำหรับ EEG และสัญญาณชีวภาพ
- ช่องอินพุต – 8 ช่องแบบ differential + 1 ขา bias
- อัตราการสุ่มสัญญาณ – 250 ตัวอย่างต่อวินาทีต่อแชนเนล (ค่าเริ่มต้น ปรับได้ผ่านเฟิร์มแวร์)
- อัตราขยาย (Gain) – 1, 2, 4, 6, 8, 12, 24 (ปรับได้ผ่านเฟิร์มแวร์)
- ระบบ bias แบบวงปิด, การยกเลิกสัญญาณรบกวนโหมดร่วม (common-mode noise cancellation) และลดสัญญาณฮัม 50/60 Hz
- รูปแบบ Montage – Referential (ค่าเริ่มต้น) หรือ Sequential
- รองรับการวัด – EEG, EMG, ECG, EOG
การเชื่อมต่อ – Wi-Fi และ Bluetooth ผ่าน ESP32 บนบอร์ด (ซอฟต์แวร์ยังอยู่ระหว่างพัฒนา)
USB – พอร์ต USB Type-C สำหรับข้อมูลและไฟเลี้ยง
อื่น ๆ
- สวิตช์เปิด-ปิดไฟ
- LED แสดงสถานะพลังงาน สถานะเฟิร์มแวร์ และการชาร์จแบตเตอรี่
- มอเตอร์สั่น (haptic feedback) บนบอร์ด ควบคุมด้วยเฟิร์มแวร์
แหล่งจ่ายไฟ
- 5V ผ่านพอร์ต USB-C
- แบตเตอรี่ LiPo 3.7V ภายนอก ผ่านคอนเนกเตอร์ JST-PH ระยะพิทช์ 2.0 มม.
- วงจรชาร์จ LiPo บนบอร์ด
ขนาด – ยังไม่ระบุ (TBD)

บริษัทระบุว่า Cerelog ESP-EEG จำเป็นต้องใช้หมวกอิเล็กโทรด EEG, อะแดปเตอร์แบบ touch-proof และเจลนำไฟฟ้าที่ผู้ใช้จัดหาเอง อุปกรณ์นี้ออกแบบมาเพื่อการวิจัยและพัฒนาเท่านั้น ไม่ใช่อุปกรณ์ทางการแพทย์ ไม่ได้รับการรับรองจาก FDA และไม่ได้ผ่านมาตรฐาน UL/FCC/CE ไม่มีระบบแยกไฟฟ้าระดับการแพทย์ (medical-grade isolation) และต้องใช้งานโดยจ่ายไฟจากแบตเตอรี่เท่านั้น เช่น แล็ปท็อปที่ใช้แบตเตอรี่ภายในหรือพาวเวอร์แบงก์ ห้ามใช้งานขณะเชื่อมต่อกับไฟบ้านโดยตรง

Open BCI Interface — อินเทอร์เฟซ OpenBCI

Cerelog ESP-EEG รองรับแนวทางการเชื่อมต่อซอฟต์แวร์หลัก 2 แบบ ได้แก่ Lab Streaming Layer (LSL) เพื่อความเข้ากันได้กับเครื่องมือด้าน neuroscience tools และ BrainFlow สำหรับการพัฒนาแอปพลิเคชันแบบกำหนดเอง, สำหรับการแสดงผลมีไคลเอนต์ Python แบบกำหนดเองที่สตรีมข้อมูล EEG ผ่าน USB-C โดยใช้ LSL ไปยัง OpenBCI GUI เวอร์ชัน fork ทำให้สามารถใช้งานร่วมกับซอฟต์แวร์ด้าน neuroscience แบบมาตรฐานและ MATLAB ได้ ส่วนการพัฒนา แอป BrainFlow เวอร์ชัน fork จะให้ API แบบรวมศูนย์สำหรับ Python, C++, Java และ MATLAB พร้อมรองรับ timestamp ความละเอียดสูง การกรองสัญญาณ และการบันทึกข้อมูล ซอฟต์แวร์ สคริปต์ตั้งค่า เครื่องมือทดสอบ และแอปตัวอย่างทั้งหมดเผยแพร่บน GitHub, ฮาร์ดแวร์รองรับ Wi-Fi และ Bluetooth แล้ว แต่ซอฟต์แวร์ไร้สายยังอยู่ระหว่างการพัฒนา รายละเอียดเพิ่มเติมดูได้จากคู่มือผู้ใช้

ก่อนหน้านี้เราเคยนำเสนอฮาร์ดแวร์ด้าน BCI อื่น ๆ เช่น PiEEG kit ห้องแล็บชีววิทยาแบบพกพาที่ใช้ Raspberry Pi 5, ardEEG shield สำหรับ Arduino UNO R4 WiFi HAT ที่สามารถวัดสัญญาณชีวภาพได้หลายชนิด และ E3K แพลตฟอร์ม biosensing ไร้สายแบบ all-in-oneที่รองรับเซนเซอร์ EMG, ECG และ EEG

บอร์ด ESP-EEG วางจำหน่ายแล้วบนร้านค้าอย่างเป็นทางการของ Cerelog ในราคา $299.99 (~9,300฿), เป็นราคาแนะนำช่วงเปิดตัวโดยราคาปกติอยู่ที่ $499.99 (~15,500฿)

แปลจากบทความภาษาอังกฤษ : Cerelog ESP-EEG – A low-cost ESP32-based EEG acquisition board for brain computer interface (BCI) experiments