Optymalizacja protez mioelektrycznych
Protezy mioelektryczne wykorzystują sygnały elektryczne pochodzące z mięśni do sterowania ruchem sztucznych kończyn. Większość komercyjnych mioelektrycznych systemów do sterownia wykorzystywanych w protetyce umożliwia niezawodne kontrolowanie tylko jednego stopnia swobody (DOF) na raz, co ogranicza wydajność użytkownika I poziom akceptacji protezy. Naukowcy wspierani ze środków UE w ramach projektu AMYO (Advanced myoelectric control of prosthetic systems), posiadający doświadczenie w wielu dziedzinach, pracowali nad udoskonaleniem odbierania I przetwarzania sygnałów oraz rozpoznawania wzorców, aby umożliwić użytkownikom niezawodne sterowanie wieloma stopniami DOF jednocześnie. Ostatecznym celem było zapewnienie opłacalności pod względem ekonomicznym. W pierwszej połowie projektu zespół przeanalizował bieżące najnowocześniejsze techniki mioelektrycznego sterowania protezami. Największą przeszkodą przed wdrożeniem metody na poziomie komercyjnym okazał się brak niezawodności. W oparciu o te wyniki naukowcy opracowali elektrody EMG dopasowane do kikutów kończyn osób po amputacji w celu zapewnienia lepszego odbioru sygnału. Naukowcy opracowali również zaawansowane metody przetwarzania sygnału oparte na modelowaniu neurofizjologicznym I zasadach uczenia się maszyn w celu umożliwienia intuicyjnego, proporcjonalnego I jednoczesnego sterowania dwoma stopniami DOF. System przetestowano zarówno na nienaruszonych kończynach, jak I na kikutach, dzięki czemu wykazano zauważalny wzrost efektywności w porównaniu z obecnymi protezami mioelektrycznymi. Jednak wyniki testów podkreśliły także potrzebę dalszej poprawy niezawodności. Aby skutecznie przeszkolić użytkowników, w ramach projektu AMYO opracowano nowatorski system szkolenia oparty na pomiarach wydajności I testach psychometrycznych. Wyniki projektu rozpowszechniono za pośrednictwem siedmiu publikacji naukowych. Prace wykonane w ramach projektu AMYO przyczyniły się do znacznego zwiększenia niezawodności I sprawności działania mioelektrycznych układów sterowania w przypadków dwóch stopni DOF. Dalsze usprawnienia I szybkie wprowadzenie na rynek przyniosą korzyści milionom użytkowników protez. Ważną zaletą jest to, że technologia opracowana w ramach projektu AMYO znajdzie zastosowanie w innych podobnych urządzeniach wspomagających wymagających interfejsu człowiek-maszyna, takich jak urządzenia szczękowe lub neurorehabilitacyjne.
Słowa kluczowe
Protezy mioelektryczne, protetyka, przetwarzanie sygnałów, uczenie się maszynowe, rozpoznawanie wzorców
