Beyin-bilgisayar etkileşimi ile insansız hava aracı kontrolü için döngüde insanlı benzetim çatısının geliştirilmesi
Development a human in the loop system for controlling a quadrocopter using by brain computer interaction
Yazar: AYŞE BEYZA GÖKBULUT
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET KARAKÖSE
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Sosyal bir varlık olan insan, yaşamsal faaliyetlerini sürdürebilmek için çevresiyle etkileşim ve iletişim halindedir. İletişim kurabilmek için kullanılan kas sistemi, kazalar veya hastalıklar ile hasar görebilir ve kullanılamaz olabilir. Bu gibi durumlar nedeniyle çevre ile iletişimleri sınırlanan bireylere psikolojik destek olmak ve yaşam standartlarını yükseltmek amacıyla bu tez çalışması sonuçlandırılmıştır. 
     Tez kapsamında beyin fonksiyonları sağlıklı olan bireyler için 4 görsel uyarana sahip SSVEP tabanlı bir beyin bilgisayar arayüzü tasarlanmıştır. Tasarlanan sistemde görsel uyaranlara odaklanan bireylerden Emotiv Epoc+ cihazı yardımıyla beyin sinyalleri kaydedilmiştir. Kaydedilen sinyaller önişlemlerden geçirilerek gürültülerden arındırılmıştır. Daha sonra öznitelik çıkarımı ile anlamlı bilgilere ayrıştırılmış ve daha sonra bu bilgiler sınıflandırma algoritmaları kullanılarak sınıflandırılmıştır. Sınıflandırılan beyin sinyalleri komut haline getirilmekte ve heceleme sistemine bildirilmektedir. Alınan sinyaller ile yapılan önişleme, öznitelik çıkarımı ve sınıflandırma adımları sonucunda kullanıcının dış ortama aktarmak istediği kelimenin harflerine sırayla odaklanması, odaklandığı harfi ekrana yazdırabilmesi, yazdırdığı kelimeyi silebilmesi, seslendirebilmesi beklenmektedir.  
     Tez çalışması kapsamında kontrol uygulamalarına yer verilmiştir. Robot, quadrocopter gibi elektronik cihazların BBA sistemleri ile kullanımı incelenmiş, literatür çalışması yapılmıştır. Yapılan çalışmalar doğrultusunda bireylerden kaydedilen beyin sinyalleri analiz edilmiş, önişlemlerden ve öznitelik çıkarım işlemlerinden geçirilerek anlamlı bilgiler elde edilmiştir. Bu bilgiler doğrultusunda bir quadrocopter hareketinin sağlanacağı bildirilmiş ve simüle edilmiştir. 
     Yapılan çalışmalar sonucunda kas sistemini kullanmadan bir arayüze komut verilmesini sağlayan bir heceleme sistemi oluşturulmuştur. Yine bu çalışmalar ışığında bir quadrocopterin hareketi, kas sistemini kullanmadan tamamlanacak şekilde simülatör ortamında gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
A person who is a social entity is in interaction and communication with its environment in order to carry on its vital activities. Musculature, accidents or diseases used to establish communications can be damaged and unusable. Such cases have been concluded in order to psychologically support individuals whose communication with the environment is restricted and to raise living standards. 
     In the thesis, a brain computer interface based on SSVEP with 4 visual stimuli was designed for individuals with healthy brain functions. Brain signals were recorded from individuals focused on visual stimuli in the designed system with the help of Emotiv Epoc+ device. Recorded signals are preliminarily processed to remove noise. It is then decomposed into meaningful information by attribute extraction and then this information is classified using classification algorithms. Classified brain signals are commanded and reported to the spelling system. It is anticipated that users will be able to focus on the letters of the hearing that they want to convey to the outer world as a result of preprocessing, attribute extraction and classification steps made with the receiving signals, to print the focused letter on the screen, to delete the word that is being printed. 
     Control applications are included in the scope of thesis study. The use of electronic devices such as robots and quadrocopters with BBA systems has been studied and a literature study has been conducted. The brain signals recorded from individuals in the course of the studies were analyzed, meaningful information was obtained through preliminary processing and attribute extraction processes. This information has been reported and simulated in the direction of a quadrocopter movement. 
     As a result of the work done, a hypnosis system has been created that allows an intermediate command to be given without using the muscle system. Again, in these studies, a quadrocopterin movement was performed in the simulator environment, complete without using the muscle system.