丘型筋肉モデルに基づく機能的電気刺激による指先の予測力制御

科学分野:

• 生物医学工学
• リハビリテーション科学
• 神経科学

背景:

• 機能的電気刺激 (FES) は,神経学的障害で手の運動機能を回復するために不可欠です.
• 既存のFESの研究では,複数の関節を同時に予測し,パーソナライズされたモデリングが欠けていることが多い.
• 正確な指の出力制御は,効果的なFESアプリケーションに不可欠です.

研究 の 目的:

• ヒルモデルと多関節指モデルを使用して,FESにおける指の出力力を正確に予測する.
• 実際の出力に対して 個別化されたヒルモデルを検証する
• 複数の指で調整された操作を可能にします.

主な方法:

• パーソナライズされたヒルモデルを 個別参加者に合わせた
• ヒルモデルと多関節指モデルを統合する.
• 異なる電流条件下での予測力と測定力を比較することによって,モデルの精度を検証する.

主要な成果:

• 最適な条件下で最大目標力の5.1%の正方形の平均誤差を達成しました.
• 複数の指で様々な手をつかむ作業を 協調して行うことが示されています
• FESによる指力の予測におけるパーソナライズされたモデルの正確性を検証した.

結論:

• 提案された方法は,手機能のためのFES力の正確な制御を可能にします.
• パーソナライズされたヒルとマルチジョイントモデルは,FESの精度を大幅に改善します.
• このアプローチは 手のリハビリテーションや 補助ロボット工学に 期待を寄せています