视觉引导联合脑计算机接口系统能有效改善假肢控制

2016-04-25 21:54 来源:丁香园 作者:echo1166
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近期的研究认为脑-计算机接口可能会对上肢功能的重建产生潜在影响。然而,抓握物体是一项复杂的任务,从大脑中提取的信号并不能稳定驱动这些外界设备。视觉引导的辅助机器人装置或能改善脑-计算机接口系统的表现。

来自于美国匹兹堡大学的 Downey 博士等分项了一种控制方法,主要用于利用脑-计算机接口系统来控制上肢假肢,并在上肢假肢够物时接受手的辅助定位信息,他们的研究发表在 J Neuroeng Rehabil 2016 年 3 月的在线期刊上。

研究者纳入了 2 例四肢瘫的患者,他们可以利用机械臂来完成物体传递的任务。设计分享控制系统的主要目的在于在脑-计算机接口系统驱动意向和计算机辅助之间建立平衡。自动的机械臂抓握系统能确定和追踪物体,并自行定义稳定的抓握位置。该系统能确定用户何时产生意向利用基于脑-计算机接口系统的机械臂来取物。应用分享控制系统,基于脑-计算机接口的动作和自主的抓握命令可相结合,从而确保准确抓握动作的产生。

对本研究中所纳入的两例受试者而言,在完成物体传递任务时,与单用脑-计算机接口系统进行驱动相比,使用共享控制系统能更好的完成上述任务。使用共享控制系统时,物体传递任务的完成更为准确、更为有效、并且难度有所降低。有一例受试者试图在在两个距离相近的物体中完成抓握任务,成功率达 92%,这证实在应用共享控制系统时,用户能准确实现其意向。

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图 1 共享控制系统的操作模式图

本研究结果指出,将脑-计算机接口系统和视觉引导机器人辅助系统相结合,能有效改善物体传递任务的完成。对用户而言,若脑-计算机接口系统在保持其普遍性的同时能提供辅助支持,那么这一系统将会更得用户欢迎。

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编辑: 杨洁

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