直观的基于运动的假肢控制使截肢者能够在虚拟现实中自然地伸手
Effie Segas1, Sébastien Mick1,2, Vincent Leconte1
1Univ. Bordeaux, CNRS, INCIA, UMR 5287, Bordeaux, France.
eLife
|October 17, 2023
概括
新的直观的生物手臂控制使用自然四肢协调来预测缺失的关节运动的跨度四肢损失患者. 这使得在现实和虚拟环境中,在没有事先培训的情况下,可以无地抓住对象.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 神经科学是一个神经科学.
- 康复机器人 康复机器人
背景情况:
- 控制具有众多关节的假肢手臂,以精确地与物体相互作用,仍然是一个重大挑战.
- 现有的仿生四肢控制系统通常需要广泛的培训,缺乏直观操作.
研究的目的:
- 为了开发和验证一个直观的,基于运动的假肢控制系统,用于 transhumeral 肢体损失的个人.
- 为了利用自然的手臂协调和运动目标来预测和控制缺失的远端四肢关节.
主要方法:
- 设计了一种新的控制系统,它使用近端残余四肢运动来推断远端关节运动.
- 在虚拟现实中验证了控制系统,29名参与者 (7名失去四肢) 执行对象操纵任务.
- 测试了该系统与15名参与者 (3名肢体不同) 控制机器人手臂抓住真实物体.
主要成果:
- 在虚拟现实中实现了超过99%的成功率,对象抓取任务的移动时间与自然运动相比.
- 通过机器人手臂展示了成功的现实世界物体抓取,表明直观和即时的可用性.
- 证实了系统的有效性,而不需要任何先前的用户培训.
结论:
- 开发的直观控制系统有效地恢复了假肢使用者的自然手臂协调.
- 这种方法为改善假肢手臂功能和用户体验提供了一个有希望的解决方案.
- 潜在的应用包括幻肢疼痛管理和增强神经接口功能.
