Bir aygıt Elektromiyografi tabanlı kontrol yatıyordu bir kitleye göstermek için oluşturuldu. İlk aygıt başarısından sonra ikinci bir aygıt ile daha fazla esneklik işlevselliği gösteri ve araştırma amaçlı yapılmış. Bu iletişim kuralı oluşturma ve her iki cihaz ayarlama işlemini açıklar.
Bu makale, biz iki ‘Biyonik tıkırtı’ sistem, mevcut Elektromiyografi (EMG) eğitim amaçlı ve araştırma amacıyla ikinci kontrol sistemleri dayalı göstermek için tasarlanmış ilk. EMG sistemleri kas etkinleştirme tarafından üretilen elektrik sinyalleri almak ve bunlar girdileri olarak denetleyicileri için kullanın denetimine bağlı. EMG denetleyicileri protez denetim bacaklarda için yaygın olarak kullanılır.
Mark ben (MK ı) tıkırtı takan bir sunum slayt onların işaret parmağı yükselterek değiştirmek sağlar. Mikroişlemci ve biyo-sinyalleri etrafında inşa edilmiştir kalkan. Her iki halkın ilgi ve araştırma topluluğu bir çok oluşturulur.
Burada sunulan Mark II (MK II) aygıt kolayca değiştirilebilir ve doğrudan EMG veri iletimi daha ucuz, daha şık ve daha özelleştirilebilir sistemi olarak tasarlanmıştır. Bu kablosuz yetenekli mikroişlemci ve kas sensörü kullanılarak kurulmuştur.
Aspire Merkezi Rehabilitasyon mühendisliği ve yardımcı teknoloji için uygulanabilir ve dahil olmak üzere ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere, inme, kas distrofisi ilgi ilgili alanları farklı etki alanları arasında transfer edilebilir teknikleri inceler, amputasyon, yaşlanan nüfus ve özel becerileri eğitimi. Bir merkezi dahil araştırma neuroprosthesis bir alandır. Neuroprosthetic silah denetiminde kullanılan birçok teknikleri, EMG kontrol sistemleri1,2,3,4,5,6için en sık kullanılan girdileri biridir. Kullanımı ve diğer denetim sistemleri7‘ ye göre uygun fiyatta kolaylığı nedeniyle büyük bir bölümünde bu. Bu tür bir denetim8,9,10kullanırken Ada el sadece 1000 YTL mal olabilir gibi son zamanlarda 3D baskılı protezleri geliştirdi. Ancak, bu tür sistemleri halka göstermek çalışırken bir amputee yardımı olmadan böylece kolay yolu yoktur.
Kamu üyeleri için bu alanda araştırma faaliyetleri farkındalığı arttırmak için bir biyonik clicker demo aygıt geliştirilmiştir. Dikkat çeken ve öğrenme ve11öğretilen konu anlayış hızlandırır gibi nesne tabanlı kullanmak çok önemlidir. Bizim cihaz sadece EMG kavramı öğretmek için aynı zamanda modern teknolojilerin geçerli geliştirme bilgilerini artırmak için yardımcı olur. Ayrıca, genç nesiller çalışmalar içinde bilim, teknoloji, mühendislik ve matematik (kök) alanları seçmek için ilham veriyor.
Biyonik Clicker MK kullanılan laboratuar içinde bulunan hazır parçalar kullanılarak yapıldı. Mikroişlemci, biyo-sinyalleri kalkan12, elektrotlar, kontrol paneli, bir kablosuz iletişim yönetim kurulu ve 9 V pil oluşuyordu. Cihazın başparmak ve işaret parmağı arasında yer alan kaçıran indicis kas aktivitesi seçerek görev. Bir klavye taklit ve önceden seçilen bir eşiğe ulaşıldığı zaman bir ‘sağ tuş’ gönderme slayt değişikliği tetikler. Denetim Kurulu ‘doğru’ ve ‘sol’ keypresses (ilerleme slaytlar ve geri çekilme slaytlar) el ile göndermek için izin ve şeyler canlı bir gösteri sırasında yanlış giderse EMG giriş geçersiz kılmak için de kullanılabilir.
Medikal fizik ve Biyomedikal Mühendisliği Bölümü kamu nişan faaliyetleri kapsamında, biyonik Clicker halka gösterdi. Dinleyicilerin hevesli bir yanıt aldı ve birkaç işbirlikleri başlayan ilgi oluşturulur. İlk aygıt başarısından sonra cihazın ikinci sürümü tasarlanmıştır.
Daha ucuz, daha az hantal ve ilk aygıtı daha fazla özelleştirilebilir bir aygıt üretmek için ikinci aygıt tasarım hedefi oldu. Bu cihazın amacı bir şey kolayca öğrenci projeleri için değiştirilmiş olabilir ve uygun fiyatla rezervasyon yaptırın varolan projelere dahil edilebilir tasarımı oldu. Diğerleri kullanılabilir1,2,3,4,5,6 kolaylığı olan bu cihazın ana avantaj, küçük boyutu, kullanmak ve maliyet düşük. Daha–dan yeterli olmakla birlikte biyonik tıkırtı aygıt tetikleyici aygıtları gibi diğer araştırma cihazları çözünürlüğe sahip olmayabilirsiniz. MK II protez denetleyicisi veya yardımcı aygıt gibi bir aygıtı tetiklemek için bir EMG eşik değeri kullanan herhangi bir sistem için ideal bir temel olacaktır.
Tasarım kablosuz özellikli bir mikroişlemci ve kas algılayıcıyı çevresinde dayanıyordu. 3.7 V 150 mAh lityum polimer pil, el ile denetim kurulu ve 3D baskılı bir dava da dahil. Şekil 3 tasarımlar arasındaki farklar özetini gösterir. MK II tasarım özgün aygıt aynı temel işlevselliğe sahip ama kablosuz EMG izleme gibi yeni uygulamalar için önemli ölçüde daha fazla potansiyel işlevleri içerir.
MK kaçıran indicis üzerinde kullanıldığında II doygunluk bir sorun olabilir ilk göründüğünden daha az olduğunu. Dikkatli yerleştirme elektrot ve doğru kazanç ayarı durur bu cihazın bir tıkırtı kullanıldığında bir sorun olmaktan. Doğru bir şekilde faaliyet kaçıran endeksi kayıt ilgi sürece bu bir sorun pek mümkün değildir. Kazanç ayarlandıktan sonra hiçbir aşırı doygunluk üzerinde herhangi bir diğer kas görülmüştür. Yanlış negatifler MK II ile kaçıran indicis kullanırken uygun eşik değer seçerek zorluk nedeniyle vardır. İle daha büyük kas kas maksatlı harekete geçirmek büyüklüğü ve maksatlı kas gerilmesini arasındaki farkı daha büyük, hem yanlış hem de yanlış negatif kadar uzak bir eşik noktası seçimi için izin Puan. Özellikle küçük ellerde kaçıran indicis kas (daha küçük elektrot pedleri ile bu potansiyel olarak çözülmüş olabilir rağmen) doğru şekilde yerleştirilmesini elektrotlar için çok küçük olabilir.
MK II için önemli ölçüde daha uzun pil ömrü çeşitli nedenlerle için yararlıdır. İlk olarak, MK ı aygıt yüzden uzun gösteriler için kullanılamaz kullanımı, hatalı 45 dakika sonra hareket etmeye başladı. İkinci olarak bir çok saat pil ömrü ile MK II giriş için yararlı bir aygıtı kontrol olarak kabul edilebilir ve sadece küçük bir artış ile fiziksel pil boyutu, bir tam gün süren izleme cihazı kullanılabilir. Kablosuz Mikrodenetleyici 6 analog giriş ve 13 dijital giriflleri içindir; Bu aygıtın bir aygıt denetim girdileri daha fazla serbestlik oluşturmak için birden çok kas sensörler sinyalleri kabul edebileceği anlamına gelir. Ayrıca kas sensör tarafından herhangi bir Biyoalgılayıcı diğer biyolojik sinyallerini girdi olarak kullanan bir aygıt oluşturmak için analog çıkışı yerini olabilir unutulmamalıdır. Cihazın kodu da kolayca işlevselliğini değiştirmek için değiştirilebilir. Yazılım ve donanım aygıtının aygıt için basit ve çeşitli değişiklikler için izin.
Şu anda görüldüğü gibi bir aygıtı bu kablosuz Mikrodenetleyici arabellek aşırı gibi EMG çıkış kablosuz olarak yüksek veri hızında gönderilemeyeceğini kısıtlamasıdır. Başka bir sınırlama teknik kaçıran endeksleri giriş olarak kullanır ve kas çok küçük olduğu için bir yandan elektrotlar aralığını neredeyse üst üste değildir; birisi özellikle küçük eller varsa, elektrotlar doğru bu kas yerleştirmek mümkün olmayabilir.
Bu esneklik potansiyel araştırma projelerinde gelince cihaz daha pahalı cihazları birçok avantajı vardır. Düşük maliyetidir: cihazın 80 YTL maliyeti ve ek EMG kanalları biricik fiyat 35 YTL, bu küçük için ideal yapma veya öğrenci projeleri. Özelleştirmek kolaydır, belgili tanımlık bilgisayar yazılımı kolayca düzenlenebilir ve girdileri için başka donanımlar değişti. Onu giyen bir kişi ağır veya hantal ekipman taşımak zorunda değilsiniz Bu yüzden küçük bir boyutu vardır. Kolayca ile uyumlu bir kablosuz cihaza tümleştirilebilir de diğer aygıtlara kablosuz klavye olarak görünür. Aygıt zaten yakın gelecekte yayımlanacak bir yardımcı aygıt içine dahil edilmiştir.
Boyutu ve özelleştirme MK II kolaylığı nedeniyle, bu zaten birleşme için içine birkaç araştırma projeleri kablosuz bir EMG modülü ve bir kablosuz tetik mekanizması olarak kabul ediliyor. Bir ana bir öğrencinin ders üzerinde laboratuvar oturumları temeli olarak da kullanılmakta. Kablosuz aktarım hızını artırmak için cihaza yapmak istiyorum ana gelişmedir; 10 Hz elde etmek için hedeftir ve olup bu donanım veya yazılım yapılacaktır henüz tespit olmaktır.
Adım 2.6 ve 2.7 iletişim kuralına en önemli adımlardır: eşik tetikleyici değer yelpazesi. 2.6. adımda özel ilgi bu anten olarak hareket ve hareket eserler üretmek gibi EMG kablolar, hareket için ödenmesi gereken; Ancak, bunlar sabit tutulursa bu bir sorun değildir. Seçilen değeri çok yüksek ise 2.7 adımda bu içinde yanlış negatif sonuçlar. Bu değeri çok düşükse, bu yanlış pozitif sonuç. Kaçıran indicis söz konusu olduğunda çok daha büyük kasları ile bu bir sorun gibi görünmüyor olsa da zaman zaman yanlış negatif içinde yol açmaz bir değeri bulmak zordur. Doğru değeri bulma hala bir sorun olursa, kazanç en düşük değerine ayarlayarak ve sigara-harekete geçirmek ve harekete geçirmek arasında büyük bir fark amacı kalan değerleri seri okuma görülür kadar artan düzeltilebilir doygunluk.
Genel olarak MK II MK önemli bir gelişme olduğunu ben potansiyel bir araştırma aygıt olarak her ne kadar güçlü bir görsel etkisi vardır MK, hala kullanılan gelecekte kamu nişan olaylar olması muhtemeldir çünkü.
The authors have nothing to disclose.
Proje Mühendislik tarafından finanse edilen ve fizik Bilimleri Araştırma Konseyi EPSRC (EP/K503745/1), Ulusal Sağlık Araştırma (NIHR) Biyomedikal Araştırma Merkezi (BRC) (BRC272/HI/JG/101440) ve UCL Enstitüsü yapımcıları değiştirin.
For the Mark I | |||
Equipment | |||
Laptop | Any laptop with USB | ||
USB B cable | From laptop to USB-B connection on Arduino | ||
Soldering Station | |||
Solder | |||
Hot glue gun | |||
Hot glue gun glue | |||
Items | |||
Small Single-Core Multi-thread Wires | Black, Red, Yellow, Brown, Orange White, Blue, | ||
Arduino MEGA 2560 | Arduino | Arduino MEGA 2560 | (Geniuno MEGA 2560 outside US) |
E-Health Shield v2.0 | Cooking Hacks | e-Health Sensor Shield V2.0 for Arduino, Raspberry Pi and Intel Galileo [Biometric / Medical Applications] | |
EMG cables | Cooking Hacks | Electromyography Sensor (EMG) for e-Health Platform [Biometric / Medical Applications] | |
EMG Electrodes | Sparkfun | SEN-12969 | |
9V battery | Any | ||
Power cable | PP3 9v connector with jack | ||
Bluefruit EZ-KEY HID | Adafruit | 1535 | |
strip board | Amazon.co.uk | Small Stripboard 25 X 64mm Pack of 3 | any similiar stripboard 2.54mm pitch 7×25 |
push button switch | COM-00097 | ||
slide switch | amazon.com | 20 Pcs On/Off/On DPDT 2P2T 6 Pin Vertical DIP Slide Switch 9x4x3.5mm | |
resistors | COM-11508 | ||
Double sided Velcro | |||
Break Away Headers – Straight | Sparkfun | PRT-00116 | 2, 2 and 5 needed |
For the Mark II | |||
Equipment | |||
Laptop | Any laptop with USB connection | ||
USB micro cable | From laptop to USB micro (standard phone connector style) | ||
Soldering Station | Any | ||
Solder | |||
Items | |||
Small Single-Core Multi-thread Wires | Black, Red, Green, White, Blue, | ||
Feather BLE 32U4 | Adafruit | 2829 | |
MyoWare | Sparkfun | SEN-13723 | |
EMG cables | Sparkfun | CAB-12970 | |
EMG electrodes | Sparkfun | SEN-12969 | |
3.7 V LiPo | Adafruit | 1317 | |
Strip Board | amazon.co.uk | Small Stripboard 25 X 64mm Pack of 3 | 2.54 pitch 7×9 rows |
Push Button switch | COM-00097 | ||
slide switch | amazon.com | 20 Pcs On/Off/On DPDT 2P2T 6 Pin Vertical DIP Slide Switch 9x4x3.5mm | |
resistors | COM-11508 | ||
3D printed parts | Can be 3D printed yourself or printed from a website | ||
Double sided Velcro | |||
Break Away Headers – Straight | Sparkfun | PRT-00116 | 3 pins needed |
Female Headers | sparkfun | PRT-00115 | 3 pins needed |