Desenvolvimento de um mouse virtual por biosinais

Abstract

Esse projeto teve como objetivo desenvolver um software para manipulação de um mouse virtual para computador controlado através de biosinais dos músculos masseter e temporal de ambas hemifaces do rosto humano. Os biosinais são capturados através de eletrodos não invasivos conectados a um eletromiógrafo. O eletromiógrafo é conectado a um conversor AD da National Instruments, que, por sua vez, é conectado via USB em um computador. O software desenvolvido coleta os biosinais através da interface USB, divide os biosinais no tempo em pacotes de dados e processa cada pacote para calcular a energia média do mesmo. O valor da energia dos pacotes de dados é comparado a dois limiares de energia calculados através de um processo de calibração feito pelo usuário no momento que o software é iniciado. Através do resultado da comparação da energia de um pacote com os limiares de energia que foram calibrados o software executa ou não alguma ação com o mouse virtual. Para a determinação dos limiares de energia foram desenvolvidas três técnicas, duas técnicas para determinação do limiar de forma adaptativa e uma técnica para determinação do limiar de forma estática. Ao final desse projeto se concluiu que as técnicas adaptativas não possuem diferença considerável entre elas para o funcionamento do software. A técnica adaptativa LED (Linear Energy Based Detector) apresentou 17% de falhas para detecção e execução de comandos, contra 15% da técnica adaptativa ALED (Adaptive Linear Energy Based Detector). Já a técnica que determina o limiar de forma estática apresentou uma taxa de falhas de 26% no momento da detecção de comandos, ou seja, bem superior que a das técnicas adaptativas.

The objective of this project is to show the development of a software that controls a computer virtual mouse through the biosignals of masseter and temporalis muscles. The biosignals are captured using non-invasive electrodes connected in a electromyograph. The electromyograph is connected to an AD converter of National Instruments manufacturer. This AD converter is connected to a computer using an USB interface. The developed software capture the biosignals through the USB interface and breaks the biosignal in data packets. Each single data packet is processed so is possible to calculate the mean energy of each one. The energy value of each packet is compared to two energy thresholds that are calculated using a calibration process that is realized in the moment that the software is started. Using the comparison results between the threshold and the packet energy the software executes or not an action with the virtual mouse. To determine the energy thresholds used in calibration, three techniques were implemented: two techniques are adaptive and the other one is static. At the end of this project it was concluded that there is no considerable difference between the adaptive techniques to the software functions. The LED (Linear Energy Based Detector) adaptive technique showed 17% of errors and the ALED (Adaptive Linear Energy Based Detector) adaptive technique showed 15% of failures in the software commands execution. The static technique showed a failure of 26% in the software functions, that means the adaptive techniques as superior of the static one.