Sistem BCI Berbasis Low Density EEG Indar Sugiarto 1 1 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Kristen Petra 1 indi@petra.ac.id Abstrak Untuk memulai mengembangkan penelitian di bidang BCI yang berbasis low density EEG (electrode channel berjumlah sedikit), ada beberapa hal yang harus diperhatikan terlebih dahulu, diantaranya: strategi mental-task yang akan digunakan, pendekatan endogenous atau exogenous, karakteristik transient atau steady state yang akan dieksploitasi, domain waktu atau frekuensi, dan algoritma klasifikasi disesuaikan dengan hal-hal tersebut. Paper ini member gambaran awal tentang arah perkembangan dari teknologi BCI berbasis EEG. Dari paper- paper tentang BCI yang sudah dipublikasikan dalam beberapa tahun terakhir ini, terlihat adanya kecenderungan untuk meningkatkan performa sistem dari sisi pemilihan algoritma pengklasifikasiannya. Keterbatasan informasi tentang cara kerja otak yang mendasari fenomena EEG sedikit banyak mempengaruhi kemajuan penelitian tentang BCI yang berbasis EEG. Penelitian tentang BCI masih sangat terbuka dan membutuhkan kerjasama dari beberapa disiplin ilmu yang berbeda. Kata kunci : brain-computer interface, electroencephalography, low density EEG. 1. Pendahuluan Secara definisi, BCI (brain-computer interface) adalah sistem yang dirancang untuk memungkinkan komunikasi secara langsung antara manusia dengan komputer / mesin tanpa menggunakan saluran normal dari sistem saraf otak manusia (Wolpaw, 2002). Definisi lain yang bisa memberi gambaran teknis tentang BCI seperti tertulis dalam IEEE Signal Processing Magazine Vol. 25, Nr. 1, bulan Januari 2008 adalah: sebuah sistem yang terdiri atas seperangkat alat untuk mengukur sinyal syaraf dari otak dan sebuah metode atau algoritma untuk mendekodekan sinyal-sinyal tersebut serta sebuah metodologi yang memetakan hasil dekoding tersebut menjadi sebuah perilaku atau aksi oleh mesin (Sugiarto[1], 2008). Dari definisi di atas, sebuah sistem BCI memiliki tiga komponen utama: sistem akuisisi data, pemrosesan sinyal, dan antarmuka aplikasi. Gambar 1 menunjukkan interaksi dari ketiga bagian sistem BCI tersebut dengan subyek manusia. Untuk memberikan gambaran sejauh mana implementasi dan aplikasi dari sistem BCI hingga saat ini, dilakukan survei literatur terhadap sumber- sumber referensi terutama berupa paper-paper yang dipublikasi yang berkaitan erat dengan implementasi dan aplikasi dari sistem BCI baik bagi para penyandang cacat maupun non penyandang cacat. Paper ini disusun dengan sistematika sebagai berikut. Pada awal tulisan, diberikan gambaran secara umum tentang definisi dari sistem BCI serta motivasi penelitian yang tertuang dalam paper ini. Sub-bab berikutnya menjelaskan klasifikasi sistem BCI dan dilanjutkan dengan pembahasan yang lebih spesifik dari strategi pemilihan sistem BCI. Paper ini ditutup dengan kesimpulan yang ada di bagian akhir tulisan ini. Gambar 1. Diagram blok sistem BCI secara umum. 2. Trend Riset BCI Pada awalnya, sistem BCI dirancang untuk keperluan medis dan menolong para penyandang cacat terutama pasien yang mengalami kelumpuhan fisik seperti ALS (amyotrophic lateral sclerosis) dan spinal cord injury dengan menyediakan alat bantu yang bisa dikendalikan secara langsung oleh otak pasien (Graimann, 2008), (Thorsten, 2007), (Birbaumer, 2007), (Donoghue, 2007), [Andrea, Boris], (Jochen Kaiser, 2001). Tetapi saat ini, sistem BCI sudah merambah pada aplikasi untuk kehidupan sehari-hari dan menunjukkan peningkatan trend pada aplikasi HCI (human-computer interaction) (Julies, 2005), (Guger, 2003).