上肢義肢制御モードの評価および初期設計プラットフォームとしての仮想現実

科学分野:

• リハビリテーション工学
• 人間とコンピュータの相互作用
• 義肢設計

背景:

• 仮想現実は、上肢義肢の開発および評価のためのプラットフォームを提供する可能性があります。
• VRと物理デバイス（PD）の比較は、義肢設計におけるVRの限界と利点を理解するために重要です。

研究 の 目的:

• 初期段階の上肢義肢設計および評価のためのプラットフォームとしてのVRを調査すること。
• VRおよびPDの設定の両方で、異なる義肢制御モード（直接制御、パターン認識、連続制御）間のパフォーマンス、認知負荷、ユーザビリティを比較すること。

主な方法:

• 3つの制御モード（DC、PR、CC）をVRおよびPD環境でテストしました。
• 各モードおよび設定について、タスクパフォーマンス、認知負荷、ユーザビリティを測定しました。
• VRとPDの評価間の違いと一貫性に焦点を当てて分析しました。

主要な成果:

• DCおよびCCモードでは、触覚フィードバックの低下と空間的要求により、VRでのタスクパフォーマンスは一般的にPDよりも低かった。
• PRモードは、VRの感覚的制限に対して、VRおよびPD間で一貫したパフォーマンスを示し、その耐性を示した。
• 認知負荷は変動しました。DCは視覚補助によりVRで負荷が低かった一方、PRおよびCCはシミュレーション制御の要求によりVRで負荷が高かった。
• ユーザビリティは設定および制御モード間で一貫しており、初期評価のためのVRを検証しました。

結論:

• VRは、初期段階の義肢評価およびアルゴリズム改良のための信頼性が高く、費用対効果の高いプラットフォームです。
• パターン認識制御は、VRベースの義肢開発に適しています。
• 触覚フィードバックなどの機能強化は、高度な義肢設計および開発におけるVRの適用性を向上させるために必要です。