Yeni Bir El Protez Türü Kullanıcıdan Öğreniyor, Kullanıcı Protezden Öğreniyor

Özet: Araştırmacılar, normal kullanım sırasında öğrenen ve değişen koşullara uyum sağlayan yeni, tam otomatik bir protez kol geliştirdiler.

Kaynak: Aalto Üniversitesi

Aalto Üniversitesi doktora adayı Dennis Yeung ve araştırma grubu, protez ve ampute alan arasında daha iyi uyumluluk sağlayan yeni bir teknoloji türü geliştirdi ve test etti.

Çalışma, HUS (Helsinki Üniversite Hastanesi) ve Imperial College London ile işbirliği içinde yürütülmüştür.

Üst uzuvları kesilen kişiler, kalan kaslarını kasarak robotik protezi kontrol edebilirler. Bir protezin kas tarafından üretilen elektrik sinyallerini algıladığı bağlantı, miyoelektrik arayüz olarak bilinir. En gelişmiş protezler, kullanıcı tarafından oluşturulan bu sinyalleri yorumlamaya yardımcı olan makine öğrenme algoritmalarını kullanır.

Ancak bu tür bağlantılar genellikle terleme gibi dış etkenlere karşı çok hassastır ve zamanla zayıflar.

Bu sorunu çözmek için araştırma topluluğu, değişen koşullara daha iyi uyum sağlayabilecek çeşitli algoritmalar önerdi.

Şu anda, mevcut sistemlerde kullanıcı tarafından ayarlamalar veya başka önlemler alınması gerekiyor, ancak Yeung ve ekibi, normal kullanım sırasında öğrenen ve böylece değişen koşullara uyum sağlayan tam otomatik bir sistem geliştirdi.

“Bu sistemde kullanıcı ve sistem birbirinden aynı anda öğreniyor. Bunun robotik protezlerin rahatlığını ve sağlamlığını artırmada potansiyel faydaları var” diyor Yeung.

Daha güvenilir protezler

Araştırma sonuçları, şu anda mevcut sistemlerle karşılaştırıldıkları sanal bir ortamda test edildi. Bu başarılı testlerin ardından araştırma ekibi, Imperial College London’da son teknoloji ürünü bir protez ile kullanıcı arayüzünü, üst ekstremite fonksiyonlarını değerlendirmek için fizyoterapistler tarafından yaygın olarak kullanılan ampute davranış Clothespin Relocation Testleri yaptırarak test etti.

Adaptif protez cihazları oldukça pahalıdır. Sistemlerin güvenilirliğinin arttırılması bireyler ve halk sağlığı kurumlarının protez alırken finansal risklerini azaltır.

Sistemin işlevselliği kontrollü ve standartlaştırılmış testlerle araştırılmıştır, ancak kullanıcıların ihtiyaçları en iyi nitel boylamsal çalışmalarla belirlenebilir.

Yeung, “Gelecekteki gelişim için sağlık merkezleri ve protez kullanıcıları ile işbirliğini sürdürmek çok önemli” diyor.

Bu nöroprostetik araştırma haberleri hakkında

Soyut

Kas sinerjilerinin denetimsiz adaptasyonu yoluyla biyonik uzuvların eş-adaptif kontrolü

Amaç: Bu çalışmada, çok kaslı sinyallerden doğal motor sinerjilerini çıkaran ve yeni kullanıcı girdileriyle gerçek zamanlı olarak uyum sağlayan bir miyoelektrik arayüz sunuyoruz. Bu denetimsiz uyarlanabilir miyokontrol (UAM) sistemiyle, kontrol için optimal sinerjiler, kullanıcı motor kontrolünde meydana gelen değişikliklerle veya açık bir şekilde yerine fizyolojik olarak bilgilendirilmiş seyreklik kısıtlamaları tarafından yönlendirilen çevrimiçi negatif olmayan matris çarpanlarına ayırma yoluyla rahatsız edici koşulların bir fonksiyonu olarak sürekli olarak uyarlanır. veri etiketleme.

Yöntemler: UAM, güçlü ve ampute denekler tarafından tamamlanan bir dizi sanal hedefe ulaşma görevinde test edildi. Uyarlanabilir olmayan ve denetimli uyarlanabilir uyarlanabilir miyokontrol şemaları ile karşılaştırmalar ile kontrol sağlamlığını ölçmek için normatif ve elektrot tedirgin koşullar altında testler yapıldı. Ayrıca, UAM, yine normatif ve rahatsız koşullarda gerçekleştirilen standartlaştırılmış Clothespin Yer Değiştirme Testleri sırasında çok işlevli elektrikli el protezi ile bir ampute arasında arayüz oluşturmak için kullanıldı.

Sonuçlar: Sanal testlerde, UAM, ampute denekler için mevcut bir denetimli uyarlanabilir sisteme göre daha fazla esneklik sağlayarak elektrot yer değiştirmesinin neden olduğu performans düşüşünü etkili bir şekilde azalttı. İndüklenen elektrot kaymaları, normatif ve elektrot bozulmalı koşullarda Clothespin Yer Değiştirme Testlerinde elde edilen tutarlı tamamlama süreleri (23.91±1.33 s) ile UAM’nin gerçek dünya kontrol performansı üzerinde de ihmal edilebilir bir etkiye sahipti.

Çözüm: UAM, klinik uygulama için ek pratik avantajlar sağlarken, mevcut denetimli uyarlanabilir miyokontrol arayüzlerinde karşılaştırılabilir sağlamlık iyileştirmeleri sağlar.

Önem: Önerilen sistem, nöromüsküler kontrol ilkelerini denetimsiz çevrimiçi öğrenme yöntemleriyle benzersiz bir şekilde birleştirir ve serbestçe eş-uyumlu bir biyonik arayüzün çalışan bir örneğini sunar.