واجهة الدماغ والحاسوب
من: 15 يونيو 2014 إلى: 10 اغسطس 2014 (8 اسابيع)
واجهة الدماغ والحاسوب تعبر عن نظام تواصل مباشر بين الدماغ وجهاز الحاسب الآلي، هذه القناة تمنح إمكانية نقل المعلومات من وإلى الدماغ على شكل إشارات كهربائية*، حيث يتم قراءة النشاطات الكهربائية من الدماغ باستخدام أقطاب كهربائية تُوضع على سطح الجمجمة (قراءة خارجية) أو سطح الدماغ مباشرة (قراءة داخلية)، وهذا النوع من الإتصال (دماغ-حاسوب) يسمح للمستخدم أن يرسل أوامر للحاسوب عن طريق التفكير، كما أنه يمكن إرسال المعلومات إلى الدماغ (حاسوب-دماغ) عن طريق تحفيز الدماغ بإرسال إشارات كهربائية ضعيفة.
إنطلقت البحوث في هذا المجال في سبعينيات القرن الماضي في جامعة كاليفورنيا-لوس انجليس في إطار منحة من مؤسسة العلوم الوطنية، وكان مجال البحث هو التركيز في المقام الأول على الأطراف الاصطناعية العصبية في التطبيقات التي تهدف إلى استعادة تلف السمع أوالبصر أوالحركة، وفي آخر عشر سنوات لقى هذا المجال اهتمام الكثير من الباحثين من مختلف المجالات، والسبب الرئيسي يعود إلى تطور الأدوات التقنية والخوارزميات الرياضية لمعالجة إشارات الدماغ بشكل أفضل.
أصبح هذا المجال خصب...
عن المحاضر
محاضر جامعي ومبتعث لدراسة الدكتوراة في جامعة كارنيجي ميلون
- محاضر في جامعة تبوك ومبتعث للحصول على درجة الدكتوراة من جامعة كارنيجي ميلون في بيتسبرغ
- تخصصي العام هو الهندسة الكهربائية ، ومجال بحثي الدقيق هو في خوارزميات تعلم الآلة المتعلقة في واجهة الدماغ والحاسوب لملائمة الرقائق الإلكترونية منخفضة الطاقة
- حاصل على البكالوريوس من جامعة وايدنر سنة 2011
- حصلت على بعثة معيد في جامعة وايدنر لدراسة الماجستير والعمل كمعيد فيها لمدة سنتين (2011-2013)
- حصلت على درجة الماجستير مع مرتبة الشرف الأولى على مستوى كلية الهندسة سنة 2013
- تم نشر رسالة الماجستير كبحث علمي في جمعية مهندسي الكهرباء والإلكترونيا...
منهج المادة
-
مقدمة
- ماهي واجهة الدماغ والحاسوب؟
- دوافع تطوير الواجهة
- الهيكل العام للواجهة
- لمحة عن الخلايا العصبية
- بعض تطبيقات الواجهة في مختلف المجالات
-
تعاريف وأنواع الواجهة والإشارات الدماغية
- التعريف التقليدي / الحديث للواجهة
- الأنواع الرئيسية للواجهة
- أجزاء نظام الواجهة التقليدية/ الحديثة
- الإشارات الدماغية / اللادماغية
- حالات الوعي العقلي
- التحديات العلمية والمختبرية
-
إشارات الدماغ الكهربائية (EEG)
- التخطيط الغازي (الداخلي)
- التخطيط الغير غازي (السطحي)
- التخطيط المغناطيسي للدماغ (MEG)
- التخطيط الكهربائي للدماغ (EEG)
- خصائص التخطيط الكهربائي
-
معالجة الإشارات
- دور معالجة الإشارات.
- تصفية الإشارات.
- الإرتجاع العصبي
- ترجمة الإشارات إلى تنبؤات.
-
قابلية التكيف وتعلم الآلة في واجهة الدماغ والحاسوب
- قابلية التكيف
- تعلم الآلة
- دراسة حالة ملموسة
- تقييم الأداء
-
تصميم برنامج لواجهة الدماغ والحاسوب (تطبيق عملي MATLAB)
- نظرة عامة.
- مراجعة لخوارزميات البرنامج.
- مراجعة لجهاز الـ Emotiv
متطلبات المادة
ليست هناك متطلبات إلزامية للإلتحاق بهذه المادة ، ولكن في آخر المادة سيتم العمل على كتابة كود باستخدام برنامج MATLAB وهو يعتبر من أسهل لغات البرمجة وأنصح كل الدارسين في التخصصات العلمية والطبية في تعلم استخدامه، وإن كنت لم تستخدم برنامج MATLAB لا داعي للقلق، سيتم تزويدك بالأكواد وشرحها شرحًا تفصيليًا حتى تتمكن من فهمها وتطبيقها بنفسك.
المخرجات المتوقعة
- فهم أساسيات واجهة الدماغ والحاسوب وكيفية عملها وأهم تطبيقاتها.
- إدراك الصعوبات والتحديات الرئيسية لواجهة الدماغ والحاسوب.
- الإطلاع على مختلف الأدوات المستخدمة والمتوفرة في هذا المجال المستخدمة في تسجيل ومعالجة وترجمة إشارات الدماغ .
- تصميم برنامج لمعالجة وترجمة إشارات دماغ حقيقية.
قراءات مقترحة
أعتذر عن عدم وجود مصادر أكاديمية في اللغة العربية، ولكن هناك مصادر كثيرة جدًا في اللغة الإنجليزية، وضعت بعضًا مما تتحدث عن نظام واجهة الدماغ والحاسوب بشكل عام، وهناك مصادر أخرى تتعلق بكل جزئية من جزيئات الواجهة لم أذكرها هنا.
- Nicolas-Alonso, Luis Fernando, and Jaime Gomez-Gil. "Brain computer interfaces, a review." Sensors 12.2 (2012): 1211-1279
- The Future of the Mind: The Scientific Quest to Understand, Enhance, and Empower the Mind by Michio Kaku (Feb 25, 2014)
- Introduction To Modern Brain-Computer Interface Design