본 연구는 뇌전도(EEG) 데이터를 이용해 모바일 기기 중심의 응용 네트워크 시스템을 구현하기 위해 다채널 뇌전도 데이터를 실시간으로 측정 및 분석하는 시스템을 설계하고 구현하는 것을 목표로 한다. EEG 신호는 비침습적 방식으로 뇌 활동을 안전하게 측정할 수 있으나, 노이즈와 전극 간 상호작용을 효과적으로 처리하는 데 어려움이 존재한다. 본 연구에서는 이러한 문제를 컴퓨팅 리소스가 제한된 환경에서 해결하기 위해 FPGA(Field-Programmable Gate Array)를 활용한 병렬 처리와 그래프 신경망(Graph Neural Network, GNN) 모델을 결합하여 EEG 데이터를 고속으로 처리하고, 모바일 기기를 통해 실시간으로 시각화 및 분석할 수 있는 시스템을 제안하였으며, ADC와 FPGA를 통해 데이터를 측정 및 처리하고, Raspberry Pi를 통해 저전력 블루투스(BLE)로 모바일 기기에 전송하여 분석하는 형태로 구성되었다. 또한 분석 과정에서 GNN 모델은 약 89%의 분류 정확도를 보였다.
This study aims to design and implement a system that measures and analyzes multi-channel EEG data in real time to implement an application network system centered on mobile devices using EEG data. EEG signals can safely measure brain activity in a non-invasive way, but there are difficulties in effectively handling noise and electrode interactions. In this study, to solve this problem in an environment where computing resources are limited, parallel processing using Field-Programmable Gate Array (FPGA) and a Graph Neural Network (GNN) model are combined to process EEG data at high speed and visualize and analyze it in real time through a mobile device. It consists of measuring and processing data through ADC and FPGA, and transmitting it to a mobile device with low-power Bluetooth (BLE) to analyze it. In addition, in the analysis process, the GNN model showed classification accuracy of about 89%.