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Enregistrement W2409078106 · doi:10.1088/1741-2560/13/2/026024

Pushing the P300-based brain–computer interface beyond 100 bpm: extending performance guided constraints into the temporal domain

2016· article· en· W2409078106 sur OpenAlexafffund
George Townsend, V Platsko

Notice bibliographique

RevueJournal of Neural Engineering · 2016
Typearticle
Langueen
DomaineNeuroscience
ThématiqueEEG and Brain-Computer Interfaces
Établissements canadiensAlgoma University
Organismes subventionnairesAlgoma University
Mots-clésBrain–computer interfaceComputer scienceArtificial intelligenceFlashingDomain (mathematical analysis)Interface (matter)SentencePattern recognition (psychology)Speech recognitionElectroencephalographyMathematics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

OBJECTIVE: A new presentation paradigm for the P300-based brain-computer interface (BCI) referred to as the 'asynchronous paradigm' (ASP) is introduced and studied. It is based on the principle of performance guided constraints (Townsend et al 2012 Neurosci. Lett. 531 63-8) extended from the spatial domain into the temporal domain. The traditional constraint of flashing targets in predefined constant epochs of time is eliminated and targets flash asynchronously with timing based instead on constraints intended to improve performance. APPROACH: We propose appropriate temporal constraints to derive the ASP and compare its performance to that of the 'checkerboard paradigm' (CBP), which has previously been shown to be superior to the standard 'row/column paradigm' introduced by Farwell and Donchin (1988 Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 70 510-23). Ten participants were tested in the ASP and CBP conditions both with traditional flashing items and with flashing faces in place of the targets (see Zhang et al 2012 J. Neural Eng. 9 026018; Kaufmann and Kübler 2014 J. Neural Eng. 11 ; Chen et al 2015 J. Neurosci. Methods 239 18-27). Eleven minutes of calibration data were used as input to a stepwise linear discriminant analysis to derive classification coefficients used for online classification. MAIN RESULTS: Accuracy was consistently high for both paradigms (87% and 93%) while information transfer rate was 45% higher for the ASP than the CBP. In a free spelling task, one subject spelled a 66 character sentence (from a 72 item matrix) with 100% accuracy in 3 min and 24 s demonstrating a practical throughput of 120 bits per minute (bpm) with a theoretical upper bound of 258 bpm. The subject repeated the task three times in a row without error. SIGNIFICANCE: This work represents an advance in P300 speller technology and raises the ceiling that was being reached on P300-based BCIs. Most importantly, the research presented here is a novel and effective general strategy for organising timing for flashing items. The ASP is only one possible implementation of this work since in general it can be used to describe all previous existing presentation paradigms as well as any possible new ones. This may be especially important for people with neuromuscular disabilities.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,004
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,009

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,004
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,022
Tête enseignante GPT0,265
Écart entre enseignants0,243 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations62
Publié2016
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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