基于電刺激反饋的增強(qiáng)型人機(jī)接口研究.pdf

1、目前電刺激技術(shù)在醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。高強(qiáng)度的電刺激能直接激活肌肉，輔助理療師進(jìn)行肢殘病人的康復(fù)治療；而低強(qiáng)度的電刺激作用于人體能產(chǎn)生豐富的人工觸覺(jué)，可用于提高人機(jī)接口的性能。作為人機(jī)接口在醫(yī)療領(lǐng)域的典型應(yīng)用，現(xiàn)有的商用智能假肢普遍缺少觸覺(jué)反饋，使用者操作負(fù)擔(dān)重、認(rèn)同度低。針對(duì)其使用中存在的問(wèn)題，本文引入了電觸覺(jué)反饋增強(qiáng)智能假肢的性能。
　　本文首先分析了當(dāng)前電刺激器的特點(diǎn)和不足，針對(duì)智能假肢的需求提出了便攜性電刺激器的設(shè)計(jì)要求，

2、完成了輕量級(jí)多通道電刺激器SJTU-Stimulator的軟硬件設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了人體實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其電觸覺(jué)的有效性。該電刺激器能夠輸出壓力感、振動(dòng)感和滑動(dòng)感等多種電觸覺(jué)。
　　電刺激會(huì)干擾控制智能假肢的自主肌電信號(hào)，影響控制效果。本文對(duì)電刺激脈沖帶來(lái)的偽跡影響進(jìn)行了理論分析和實(shí)際檢測(cè)，提出了基于簡(jiǎn)化的二階陷波濾波器的一種在線級(jí)聯(lián)高階 IIR陷波濾波器，利用最小二乘法追蹤偽跡頻率并進(jìn)行濾波，顯著提高肌電信號(hào)的信噪比。通過(guò)對(duì)自主肌電信號(hào)的高度

3、還原，保證了電刺激反饋在增強(qiáng)雙向人機(jī)接口性能同時(shí)不引入負(fù)面影響。
　　假肢手的接觸信息能有效提高抓取效果，本文在假肢指尖加入柔性力傳感器，并利用電觸覺(jué)對(duì)假肢手與物體的接觸狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋，形成假肢手控制閉環(huán)。然后設(shè)計(jì)實(shí)際假肢手抓取實(shí)驗(yàn)，考察假肢控制的可靠性、快速性和穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明基于滑覺(jué)、壓力觸覺(jué)和振動(dòng)觸覺(jué)的電觸覺(jué)反饋策略，能夠提高假肢手的抓取成功率，同時(shí)在完成高難度抓取任務(wù)時(shí)提升抓取快速性，而不增加額外的認(rèn)知負(fù)擔(dān)，是一種可