生物灵感智能三电动软气动执行器启用手部康复机器人
Wei Li1, Feiling Luo2,3, Yuan Liu4
1State Key Laboratory of Multimodal Artificial Intelligence Systems, Institute of Automation, Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100190, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|January 11, 2025
概括
一个新的软执行器和人工智能系统准确地评估中风后的手指动. 这项技术在临床试验中显示出高精度,为数字康复医学提供了一个有前途的工具.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 康复技术 康复技术 康复技术
- 人工智能在医学中的应用
背景情况:
- 脑卒中后性的定量评估是具有挑战性的,因为像修改的阿什沃思量表 (MAS) 这样的主观措施.
- 在被动拉伸过程中可变的阻力使精确的性评估变得复杂,严重依赖医生的专业知识.
研究的目的:
- 开发一种新的,高力输出软执行器,用于定量性性评估.
- 将此执行器与卷积神经网络 (CNN) 集成,用于自动化度级别分类和MAS得分预测.
主要方法:
- 开发一种生物启发的 triboelectric 软气动执行器 (TENG-SPA),模仿龙的尾巴.
- 在各种条件下TENG-SPA性能的表征,包括模拟的手指伸展.
- 15名中风患者的临床试验,使用TENG-SPA启用机器人系统和CNN进行性评估.
主要成果:
- -SPA表现出强大的性能,产生足够的力量,以拉伸手指和感应阻力.
- 集成的CNN实现了93.3%的分类准确度,用于指尖的水平.
- 对于MAS得分的CNN回归模型预测显示,与实际MAS得分有很强的线性相关性 (R2 = 0.8451,p < 0.01).
结论:
- 基于TENG-SPA的系统为定量性评估提供了一个客观而准确的方法.
- 这项技术在推进数字康复医学,人机交互和生物医学方面具有重大潜力.
