ID PROJEKTU: OSC-2025 // NEUROTECHNOLOGIA
Wykrywanie Emocji w Czasie Rzeczywistym i Muzykoterapia
Zbudowany w 24 godziny na Hackathonie Heroes of The Brain 2025: kompletna platforma interfejsu mózg-komputer odczytująca dane EEG w czasie rzeczywistym, klasyfikująca stany emocjonalne za pomocą ważonego zespołu modeli głębokiego uczenia i wzmocnienia gradientowego, automatycznie dobierająca playlisty Spotify prowadzące użytkownika do spokoju. Zaprojektowany do redukcji lęku przedoperacyjnego i zastosowań terapeutycznych.
Zobacz RepozytoriumPrzegląd Systemu
Problem
Lęk przedoperacyjny dotyka do 80% pacjentów chirurgicznych, prowadząc do zwiększonego zapotrzebowania na znieczulenie, dłuższego czasu rekonwalescencji i gorszych wyników. Tradycyjne interwencje jak środki uspokajające mają skutki uboczne. Zbudowaliśmy nieinwazyjne, spersonalizowane rozwiązanie wykorzystujące neurofeedback i muzykoterapię.
Nasze Rozwiązanie
Oscillate nieprzerwanie monitoruje aktywność mózgu, wykrywa stany emocjonalne w czasie rzeczywistym i odpowiada dobranymi utworami zaprojektowanymi aby prowadzić użytkownika do neutralnego, spokojnego stanu. System tworzy zamkniętą pętlę sprzężenia zwrotnego: wykryj → interweniuj → zmierz → adaptuj.
Potok Przetwarzania Sygnału
Akwizycja EEG
Surowe dane fal mózgowych są zbierane z 4 kanałów elektrodowych (AF3, AF4, O1, O2) przy 125Hz przez protokół Lab Streaming Layer (LSL). Kanały czołowe rejestrują walencję emocjonalną, podczas gdy kanały potyliczne dostarczają wskaźników pobudzenia.
Inżynieria Cech
Względne moce pasm są obliczane dla każdego kanału we wszystkich 5 pasmach częstotliwości, dając 20 podstawowych cech. Przechodzą one transformację logarytmiczną i rozwinięcie wielomianowe przed standaryzacją, tworząc bogatą przestrzeń cech dla modelu zespołowego.
Architektura Techniczna
Klasyfikator WideResNet
1024-wymiarowe warstwy ukryte z 3 blokami rezydualnymi i regularyzacją dropout (0.3-0.4). Wnosi 60% wagi do predykcji zespołowej.
Wzmocnienie Gradientowe
Implementacja Scikit-learn ze zoptymalizowanymi hiperparametrami. Zapewnia odporność i wnosi 40% wagi do końcowego wyjścia zespołowego.
FastAPI + WebSocket
Wysokowydajny asynchroniczny serwer Python obsługujący pobieranie strumienia LSL, wnioskowanie w czasie rzeczywistym i rozgłaszanie WebSocket przy 10Hz.
React + Three.js
Interaktywna wizualizacja 3D mózgu z użyciem React Three Fiber z mapowaniem kolorów na podstawie emocji w czasie rzeczywistym i integracją Spotify Web Playback SDK.
Współtwórcy
- Iwo Smura
- Iwo Wojtakajtis
- Karina Leśkiewicz
- Wiktoria Malinowska
- Paweł Litwin
Galeria
