
دانا نادری
یادگیری شبکه بیزی پویا و کاربرد آن در رابطه مغز-ماشین
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- تاریخ دفاع
- ۲۶ بهمن ۱۴۰۱
- ساعت دفاع
- چکیده
-
زندگی انسان همواره تحت تاثیر فناوریهایی بوده که در طی تمدن بشری به عنوان نقاطی عطف تحولاتی را در جهت تشکیل بشر مدرن ایجاد کردهاند و در آن بشر به سطح متفاوتی از زندگی با طیف جدیدی از امکانات و آسایش قدم گذاشته است. رویکردهای علمی برای درمان، دستکاری، شبیهسازی رفتار انسان با توجه به کارکردهای پیچیده و چندگانه مغز حوزهای نوین با نام رابط ماشین- مغز (BMI) را به وجود آورده است. BMI، یک فناوری جاه طلبانه و پیشرفته است که میتواند یک نقطه عطف در تمدن بشری باشد. بیشک هوش مصنوعی در ارتقای این فناوری نقش چشمگیری خواهد داشت و ترجمهی فعالیتها و سیگنالهای ضبط شده بدون استفاده از یادگیری ماشین میسّر نخواهد بود. در این پژوهش یک رویکرد کارآمد در راستای ترجمه و تفسیر سیگنالهای مغز ارائه میشود. رویکرد ارائه شده یک مدل تعمیمیافته از شبکههای بیزی پویا است که برآورد پارامترهای توزیع مشاهدات را که سیگنالهایی تک کاناله هستند با شبکه عصبی عمیق انجام میدهد. انعطاف در بیان و ساختار و ترکیب آن با نظر کارشناسان این مدل را تفسیرپذیرتر میکند. همچنین برخلاف سایر روشهای شناسایی و ترجمه که یک مرحله پیشپردازش برای رد مصنوعات، فیلتر نوفه، دادههای پرت و استخراج دارند، مدل شبکه بیزی پویای عمیق با دادههای خام مدلسازی میشود که این کار را برای سیستمهای آنی مناسب میکند. اعتبارسنجی مدل با استفاده از یک مجموعه داده مربوط به تشخیص دوک خواب انجام میشود و نتایج نشان میدهد که مدل ارائه شده نسبت به سایر مدلها کارآمدتر است.
- Abstract
-
Technologies have always influenced human life, resulting in changes in the course of human civilization that have led to modern humanity's formation, and in which we have reached a new level of living with a wide range of facilities and comforts. Scientific approaches for treatment, manipulation, and simulation of human behavior according to the complex and multiple functions of the brain have created a new field called brain-machine interface (BMI). BMI is an ambitious and advanced technology that can be a turning point in human civilization. It is evident that artificial intelligence will play a significant role in improving this technology, and machine learning will be essential for translating recorded activities and signals. The aim of this study is to develop a method for translating and interpreting brain signals in an efficient way. In the presented approach, deep neural networks are used to estimate the parameters of the distribution of observations with a generalized dynamic Bayesian networks. In addition to its flexibility in expression and structure, this model is easier to interpret when combined with the opinions of experts. Also, unlike other detection and translation methods that have a preprocessing step for artifact rejection, noise filtering, outliers, and feature extraction, our model is modeled with raw data, making it suitable for real-time and online systems. The proposed model is validated using a data set related to sleep spindle detection, and the results show that it is more efficient than other models.