基于皮膚電刺激的觸覺-視覺替代系統(tǒng)的研究.pdf

1、觸覺替代視覺技術(shù)將本該由眼睛獲取處理的環(huán)境信息，通過圖像傳感器，經(jīng)處理轉(zhuǎn)換以物理刺激的方式作用于皮膚激發(fā)觸覺，最終使視覺信息通過觸覺通道在頭腦中重組、重現(xiàn)。Braille盲文便是觸覺替代視覺技術(shù)的典型范例。觸覺替代不僅可以為視覺障礙者提供視覺輔助，在醫(yī)學(xué)、軍事、娛樂等領(lǐng)域還存在巨大的應(yīng)用價值，例如，在海底勘查、遠程手術(shù)應(yīng)用中，遠程觸覺臨場再現(xiàn)技術(shù)，能將遠程機械手的觸覺信息傳遞給操作者；在緊張的戰(zhàn)斗飛行中，觸覺顯示系統(tǒng)用來提示控制面板信息

2、具有很大的實用價值；3D游戲中，增加觸覺感知通道，可以營造一個逼真的環(huán)境等。
　　論文設(shè)計了一種基于皮膚電刺激的觸覺替代視覺系統(tǒng)，系統(tǒng)由圖像采集裝置、圖文處理單元、刺激控制單元、電極驅(qū)動以及電極陣列五部分組成。其中64路電極陣列采用印刷電路板形式制成，多路分時導(dǎo)通。采用隔離電壓模塊為整個控制系統(tǒng)和刺激穩(wěn)壓模塊供電，既實現(xiàn)了強弱電信號的隔離，又大大縮小了控制系統(tǒng)的體積。
　　論文主要研究內(nèi)容包括：1）論文就電刺激的波形參數(shù)對電

3、觸覺的影響做了細致地研究，并在經(jīng)典皮膚模型的基礎(chǔ)上提出了皮膚在不同刺激狀態(tài)下的皮膚-電極界面阻抗的改進模型。2）然后將理論模型與實驗數(shù)據(jù)相結(jié)合，討論了脈寬、頻率以及電流對電觸覺的影響，實驗結(jié)論為刺激參數(shù)的調(diào)整、電適應(yīng)性的調(diào)節(jié)以及電觸覺疲勞的緩解提供了理論依據(jù)；同時也為實現(xiàn)觸覺刺激的閉環(huán)控制參數(shù)提供了理論依據(jù)。3）在確定了適宜電刺激波形參數(shù)范圍的基礎(chǔ)上，選取適宜的刺激參數(shù)對手指各部進行刺激閾值實驗以找到合適的刺激部位。4）最后基于以上實驗