基于压电微加工超声传感器的上肢假肢的感知和控制策略

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 可穿戴技术可穿戴技术
• 假肢手术 假肢手术是一门专业.

背景情况:

• 表面电肌图 (sEMG) 在假肢控制方面面临局限性,原因是信号噪声比较低,易受噪声影响.
• 目前用于假肢的超声波系统昂贵,体积庞大,不能穿戴,阻碍了实际应用.

研究的目的:

• 开发和评估一种创新的假肢控制策略,使用可穿戴的压电微机超声传感器 (PMUT) 硬件系统.
• 评估基于PMUT的超声波探针的可行性,用于非侵入性假肢手势识别.

主要方法:

• 开发了两个紧的,可穿戴的基于PMUT的超声波探针 (Ecoflex中的23×26 PMUT阵列).
• 在非残疾人受试者身上部署探头,在12个手势时捕捉来自曲指部表面肌和角肌的脉冲回声信号.
• 利用发送/接收的超声波信号来分析肌肉活动以进行手势预测.

主要成果:

• 仅使用两个基于PMUT的探测器,在预测手势方面取得了96%的准确性.
• 与传统方法相比,显著减少了所需的道,处理电路和分析复杂性.
• PMUT探头重量轻 (1.8g),不需要超声波凝.

结论:

• 基于PMUT的超声波策略显示了对实际和经济的假肢控制的重大前景.
• 可穿戴的PMUT探头提供了一个可行的,高精度的替代方案,以解决目前的sEMG限制.
• 这项技术可以提高假肢设备的功能和可访问性.