V članku boste spoznali, kako lahko osnovne čustvene odzive zajamemo z merjenjem GSR/EDA z uporabo senzorja ProtoCentral tinyGSR GSR/EDA.
ProtoCentral tinyGSR [1] je razvojna plošča za merjenje galvanskega odziva kože (GSR) / elektrodermalne aktivnosti (EDA), ki omogoča merjenje in spremljanje fizioloških odzivov v realnem času. GSR meri spremembe električne prevodnosti / elektrodermalne aktivnosti kože, kar zagotavlja dragocen vpogled v čustveno stanje osebe in raven stresa. Ko je oseba čustveno vzburjena ali pod stresom, se poveča aktivnost njenih znojnic, kar je mogoče izmeriti kot spremembe električne prevodnosti kože.
Kaj je elektrodermalna aktivnost (EDA) ali GSR?
Elektrodermalna aktivnost (EDA) je lastnost človeškega telesa, ki povzroča stalno spreminjanje električnih lastnosti kože. V preteklosti je bila EDA znana tudi kot prevodnost kože, galvanski odziv kože (GSR), elektrodermalni odziv (EDR), psiogalvanski refleks (PGR), odziv prevodnosti kože (SCR), simpatetični odziv kože (SSR) in raven prevodnosti kože (SCL). Dolga zgodovina raziskav aktivnih in pasivnih električnih lastnosti kože, ki so jih opravljale različne stroke, je povzročila presežek imen, ki so zdaj standardizirana v elektrodermalno aktivnost (EDA).
Ta vsebina je samo za naročnike
Če želite odkleniti to vsebino, se naročite.
Prepoznavanje človeških čustev je proces prepoznavanja in interpretiranja posameznikovih čustev prek različnih modalitet, kot so izraz, govor, govorica telesa in fiziološki signali. Z GSR je mogoče človeška čustva prepoznati s pomočjo fizioloških signalov. Spremembe prevodnosti kože in drugih fizioloških signalov ter gibanje in drža lahko veliko povedo o čustvenem stanju osebe.
Z vmesnikom Qwiic na tinyGSR plošči je to enostavno učinkovito združiti z drugimi fiziološkimi senzorji, kot so monitorji srčnega utripa, in tako ustvariti celovitejši fiziološki sistem za zaznavanje čustev, ki omogoča izvajanje raziskav v aplikacijah, kot je nevroznanost.
Komponente, ki so uporabljene v tem projektu:
- ProtoCentral Electronics ProtoCentral tinyGSR GSR/EDA digitalna izhodna senzorska plošča – Qwiic / STEMMA QT [2]
- Arduino Nano Every [3]
- SparkFun Qwiic Shield za Arduino [4]
- Arduino IDE programsko razvojno okolje
Pregled strojne opreme
Vgrajeni analogni operacijski ojačevalniki za merjenje te spremembe upornosti vam omogočajo enostavno povezovanje z mikrokontrolerskim sistemom s pomočjo digitalnega vmesnika. Poleg standardnih priključkov ima tinyGSR Qwiic združljive priključke, s katerimi ga lahko brez spajkanja priključite na katero koli združljivo ploščo.
Povezovalni priključki
Qwiic priključka: oba konektorja sta notranje povezana in lahko Qwiic ploščo priključite na katerega koli od njiju. Priključek za spajkanje: če ne želite uporabljati Qwiic in bi radi to neposredno povezali z razvojno ploščo, lahko na ta konektor spajkate standardne 2,54 mm (100 ml) priključke.
Izbira naslova
Privzet 7-bitni naslov I2C za to ploščo je 0x49 (ki je naveden v vzorčni kodi). Z odspajkanjem tega spajkalnega mostička in njegovo povezavo na levo stran lahko kot naslov izberete 0x49. To je običajno potrebno, če želite dve od teh plošč povezati v verigo in ju uporabljati na istem I2C vodilu. Pred uporabo plošče za merjenje GSR boste morali nastaviti »Baseline adjust pot« potenciometer, da bo vaš signal v merilnem območju.
Ožičenje plošče z vašim Arduinom Nano Every
Če imate sistem Qwiic Connect System ali s sistemom STEMMA QT združljiv shield, ga lahko priključite neposredno na vrata Qwiic/StemmaQT. Spajkanje ni potrebno! Če želite povezati razvojno ploščo neposredno z “Arduino Nano Every” brez uporabe priključka Qwiic, upoštevajte naslednjo tabelo.
Kaj smo storili?
Razvili smo tinyGSR sistem in ga v tem projektu uporabili za zaznavanje čustvenih odzivov na podlagi mežikanja z očmi in dihanja. Ploščica je bila integrirana z “Arduino Nano Every” z uporabo Qwiic shiled-a za enostaven vmesnik brez spajkanja. Dva priključna kabla (RA, RL) skupaj z elektrodami za enkratno uporabo se namestita na dlan ene roke za merjenje SCR, podatke pa si je mogoče ogledati v odprtem pogledu in prikazati spremembe SCR, ki ustrezajo določenim dogodkom, kot sta mežik z očesom ali sprememba dihanja.
Z ugnezdeno programsko opremo ProtoCentral tinyGSR, ki ADC TLA2022 zažene v neprekinjenem načinu, nastavi hitrost podatkov na 128 vzorcev na sekundo (SPS) in območje polne napetosti na 512 mV (kar je priporočljivo za analogno vezje), se naloži na Arduino Nano Every s ploščo tinyGSR.
Predpogoji
Prenesite in namestite Arduino IDE glede na vašo platformo. Oglejte si odličen vodnik [5] podjetja Sparkfun o tem, kako namestiti IDE.
V Arduino IDE prenesite našo knjižnico ProtoCentral TLA20xx Arduino iz Upravitelja knjižnic Arduino. Za več informacij o tem, kako namestiti knjižnico Arduino, si oglejte odličen vodnik [5], ki ga je prav tako pripravilopodjetje Sparkfun.
Namestitev podpornih knjižnic
ProtoCentral tinyGSR uporablja naslednje Arduino knjižnice:
- TLA 2022 ADC za analogno-digitalno pretvorbo signala GSR. Za lažjo uporabo zagotavljamo knjižnico Arduino za TLA2022 [6].
- Knjižnica FIR filtrov
Najdete jo v meniju Sketch v razdelku “Include Library” (Vključi knjižnico), “Manage Libraries” (Upravljanje knjižnic) in nato vnesite ključni besedi “ProtoCentral TLA202x” in “FIR Filter”, da si ogledate knjižnico. Ko kliknete na knjižnico, se prikaže gumb ‘Install’ (Namesti). Ko kliknete ta gumb, se knjižnica samodejno namesti. Ko je namestitev končana, zaprite Upravitelja knjižnic.
Izpis v programu OpenView
Grafični vmesnik za vizualizacijo odziva kože je napisan v programu Processing, ki temelji na Javi in ga je mogoče med seboj združiti na različnih platformah. Za prenos najnovejše različice za vašo platformo obiščite stran Openview GitHub releases page [7].
Ko odprete grafični uporabniški vmesnik OpenView, v padajočem meniju “Board” izberite “tinyGSR”. Če je vse v redu, si boste lahko ogledali izhod.
Kako naprej?
Pri oblikovanju in razvoju sistema tinyGSR, ki bo uporabnikom omogočal raziskovanje človeških čustev z izpisom v realnem času in možnostjo zbiranja podatkov za raziskovalne namene, smo se zelo zabavali. Tukaj je nekaj možnih aplikacij, ki bi jih lahko vključili ali izdelali z uporabo te plošče:
Nosljiva tehnologija: Zaradi kompaktne velikosti in možnosti povezovanja z mikrokontrolerjem je sistem tinyGSR primeren za uporabo v nosljivi tehnologiji. Napravo bi lahko vgradili v pametno uro, napravo za spremljanje telesne pripravljenosti ali drugo nosljivo napravo za spremljanje čustvenih stanj in zagotavljanje povratnih informacij uporabniku.
Interakcija med človekom in računalnikom: tinyGSR bi se lahko uporabljal pri interakciji med človekom in računalnikom za ustvarjanje bolj naravnih in intuitivnih vmesnikov. Računalniški program bi lahko na primer s pomočjo tinyGSR zaznal uporabnikovo čustveno stanje in ustrezno prilagodil svoje vedenje ali odzive.
Igralništvo: tinyGSR bi se lahko uporabljal v igrah, da bi ustvaril bolj poglobljeno in interaktivno izkušnjo. Naprava bi se lahko uporabljala za zaznavanje igralčevega čustvenega stanja in ustrezno prilagajanje igranja ali zgodbe.
Diagnostika in obravnava duševnega zdravja: Z merjenjem sprememb čustvenih stanj bi lahko z napravo tinyGSR pomagali pri diagnosticiranju in zdravljenju duševnih motenj. Napravo bi lahko uporabljali skupaj z drugimi fiziološkimi meritvami in terapevtskimi seansami za spremljanje napredka in izboljšanje rezultatov zdravljenja.
Izobraževanje: tinyGSR se lahko uporablja v izobraževalnih ustanovah za merjenje zavzetosti, zanimanja in čustev učencev. Prav tako bi ga lahko uporabili za pomoč učiteljem pri ustvarjanju učinkovitejših in bolj privlačnih učnih ur.
Raziskave: Naprava bi se lahko uporabljala tudi v psiholoških in nevroznanstvenih študijah, povezanih s čustvi, čustvi na delovnem mestu, skupinsko dinamiko in komunikacijo v skupinah, čustvi v komunikaciji in odnosih.
To je le nekaj zamisli, obstaja pa še veliko drugih možnosti uporabe sistema tinyGSR. Radi bi videli, katere druge aplikacije je mogoče vključiti v to ploščo.
Električna shema je enostavna in je prikazana na sliki.
Programska oprema je na voljo na Github spletni povezavi [8]
Povzeto po:
Viri:
https://svet-el.si
