基于電刺激反饋的增強型人機接口研究.pdf

1、目前電刺激技術(shù)在醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。高強度的電刺激能直接激活肌肉，輔助理療師進行肢殘病人的康復(fù)治療；而低強度的電刺激作用于人體能產(chǎn)生豐富的人工觸覺，可用于提高人機接口的性能。作為人機接口在醫(yī)療領(lǐng)域的典型應(yīng)用，現(xiàn)有的商用智能假肢普遍缺少觸覺反饋，使用者操作負擔(dān)重、認同度低。針對其使用中存在的問題，本文引入了電觸覺反饋增強智能假肢的性能。
　　本文首先分析了當(dāng)前電刺激器的特點和不足，針對智能假肢的需求提出了便攜性電刺激器的設(shè)計要求，

2、完成了輕量級多通道電刺激器SJTU-Stimulator的軟硬件設(shè)計，并進行了人體實驗驗證其電觸覺的有效性。該電刺激器能夠輸出壓力感、振動感和滑動感等多種電觸覺。
　　電刺激會干擾控制智能假肢的自主肌電信號，影響控制效果。本文對電刺激脈沖帶來的偽跡影響進行了理論分析和實際檢測，提出了基于簡化的二階陷波濾波器的一種在線級聯(lián)高階 IIR陷波濾波器，利用最小二乘法追蹤偽跡頻率并進行濾波，顯著提高肌電信號的信噪比。通過對自主肌電信號的高度

3、還原，保證了電刺激反饋在增強雙向人機接口性能同時不引入負面影響。
　　假肢手的接觸信息能有效提高抓取效果，本文在假肢指尖加入柔性力傳感器，并利用電觸覺對假肢手與物體的接觸狀況進行實時反饋，形成假肢手控制閉環(huán)。然后設(shè)計實際假肢手抓取實驗，考察假肢控制的可靠性、快速性和穩(wěn)定性。實驗結(jié)果表明基于滑覺、壓力觸覺和振動觸覺的電觸覺反饋策略，能夠提高假肢手的抓取成功率，同時在完成高難度抓取任務(wù)時提升抓取快速性，而不增加額外的認知負擔(dān)，是一種可