Un appareil de rétroaction Vibrotactile pour l’évaluation de l’équilibre assis et formation
Summary
Une plate-forme d’assise a été développée et Assemblée qui déstabilise passivement la position assise chez les humains. Au cours de la tâche de stabilisation de l’utilisateur, une unité de mesure inertielle enregistre les mouvements de l’appareil et éléments vibrants réalisent axée sur la performance de vos commentaires au siège. Le dispositif portable, polyvalent peut être utilisé dans la réhabilitation, l’évaluation et paradigmes de la formation.
Abstract
Perturbations posturales, suivi de mouvement et la rétroaction sensorielle sont les techniques modernes utilisées pour contester, évaluer et former assis debout, respectivement. L’objectif du protocole développé est de construire et d’exploiter une plate-forme de séance qui peut être passivement déstabilisée, alors qu’une unité de mesure inertielle quantifie sa requête et éléments vibrants livrer la rétroaction tactile à l’utilisateur. Fixations interchangeables modifient le niveau de stabilité de l’appareil en toute sécurité les défi assis balance. Un microcontrôleur intégré permet le réglage fin des paramètres rétroaction pour augmenter la fonction sensorielle. Mesures posturographique, typiques des protocoles d’évaluation bilan, résument les signaux de mouvement acquis au cours des essais chronométrés balance. Aucun protocole d’assise dynamique à ce jour ne fournit défi variable, quantification et rétroaction sensorielle sans contraintes de laboratoire. Nos résultats démontrent que les utilisateurs non handicapés des modifications importantes pièce dispositif posturographique mesures lors de difficultés de balance sont altérée ou vibration feedback fourni. L’appareil portable et polyvalent a des applications potentielles dans la remise en état (suite à une lésion squelettique, musculaire ou neurologique), formation (pour les sports ou la conscience spatiale), divertissement (via virtuelle ou augmentée réalité) et la recherche (de troubles liés au coin).
Introduction
Assis debout est une condition sine qua non pour les autres fonctions sensorimotrices humaines, y compris les mouvements qualifiés (par exemple, taper) et perturbé l’équilibre des tâches (p. ex., à cheval sur un train). Pour remettre en état et améliorer les fonctions assises et connexes, les techniques d’entraînement moderne d’équilibre sont utilisés : surfaces instables perturbent la séance1,2 , et suivi de mouvement quantifie bilan compétence3,4 . Résultats bilan de la formation améliorent lorsque vibration est remises à l’organisme à l’aide de modèles qui correspondent à des performances5. Cette rétroaction sensorielle est évidemment efficace comme une remise en état et la méthode de formation ; Pourtant, les méthodes actuelles de rétroaction sensorielle sont orientés vers l’équilibre debout et nécessitent des équipements en laboratoire6,7.
Le but du travail présenté ici est de construire un appareil portatif qui peut être assis et déstabilisé passivement à des degrés divers tandis que les instruments intégrés enregistrent sa position et offrent la vibration feedback à la surface d’assise. Cette combinaison d’outils intègre les travaux antérieurs sur l’oscillation chaises2,4 et vibration feedback5,6,7, rendant les avantages de ces outils plus puissant et accessible. Une procédure pour former l’assise verticale et une analyse des résultats quantitatifs, suite à la documentation établie sur mesures posturographique8sont également présentées. Ces méthodes ne conviennent pas pour étudier les effets de la séance d’exercice d’équilibre avec une surface instable lorsqu’il est combiné avec vibration feedback. Les applications prévues incluent formation sportive, une amélioration générale de la coordination motrice, évaluation du préjudice balance de compétence et à la remise en état suite squelettiques, musculaire ou neurologique.
Protocol
Representative Results
Discussion
Méthodes pour la construction d’un appareil portable, instrumentée, séance sont présentées. L’appareil est portable et durable, bâtiment sur des études antérieures de wobble chaises2,4 et vibration feedback5,6,7 pour rendre les avantages de ces outils plus puissant et accessible . Suivre le protocole de l’Assemblée en sens inverse pour préparer le disposi…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Les auteurs reconnaissent les efforts de conception de l’étudiants Animesh Singh Kumawat, Kshitij Agarwal, Quinn Boser, Benjamin Cheung, Caroline Collins, Sarah Lojczyc, Derek Schlenker, Katherine Schoepp et Arthur Zielinski. Cette étude a été partiellement financée par une subvention à la découverte des Sciences naturelles et génie conseil de recherches du Canada (RGPIN-2014-04666).
Materials
| Chassis | McMaster-Carr | 8657K421 | Moisture-Resistant LDPE Polyethylene Sheet 1-1/2" Thick, 24" X 24" |
| Lid | McMaster-Carr | 8657K414 | Moisture-Resistant LDPE Polyethylene Sheet 1/4" Thick, 24" X 24" |
| Base | McMaster-Carr | 8657K414 | Moisture-Resistant LDPE Polyethylene Sheet 1/4" Thick, 24" X 24" |
| Grip-Tape | McMaster-Carr | 6243T471 | Nonabrasive Antislip Tape, Textured, 6" Wide Strip, 2' Long, Black |
| Base Nut | McMaster-Carr | 90596A039 | Steel Round-Base Weld Nut, 5/8"-11 Thread Size |
| Weld Plate | McMaster-Carr | 1388K142 | Low-Carbon Steel Sheet 1/16" Thick, 3" X 3", Ground Finish |
| Threaded Rod | McMaster-Carr | 90322A170 | 3" 5/16"-18 Medium-Strength Alloy Steel Threaded Stud |
| Sleeve | McMaster-Carr | 8745K19 | Chemical-Resistant PVC (Type I) Rod 1-1/4" Diameter |
| Square Flange | McMaster-Carr | 8910K395 | Low Carbon Steel Bar, 1/8" Thick, 1" Wide |
| Hitch | McMaster-Carr | 4931T123 | Bolt-Together Framing Heavy-Duty Steel, 1-1/2" Square |
| Curved Base | McMaster-Carr | 8745K48 | PVC Rod, 6" Diameter |
| Hitch Insert | McMaster-Carr | 6535K313 | Bolt-Together Framing Heavy-Duty Steel, 1" Square |
| Extrusion | McMaster-Carr | 6545K7 | 1045 Cold Drawn Steel Square Bar Stock, 1' X 1" Wide, Unpolished |
| Clamp | Vlier | TH103A | Adjustable Torque Knob |
| Footrest | McMaster-Carr | 6582K431 | 4130 Steel Tubing, 1" X 1" Wide, 0.065" Wall Thickness, Unpolished Mill Finish |
| Counterwieght | McMaster-Carr | 8910K67 | Low-Carbon Steel Rectangular Bar 1-1/8" Thick, 4" Width |
| Clevis Pin | McMaster-Carr | 97245A616 | Zinc-Plated Steel Clevis Pin with Hairpin Cotter Pin, 3/16" Diameter, 1-9/16" Usable Length |
| Microprocessor | Arduino | MEGA 2560 | Microcontroller board with 54 digital I/O pins and USB connection |
| Inertial Measurement Unit | x-io Technologies Ltd. | x-IMU | Inertial Measurement Unit and Attitude Heading Reference System with enclosure |
| Vibrating Tactor | Precision Microdrives | DEV-11008 | Lilypad Vibe Board, available from SparkFun Electronics |
References
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