摘要 — 皮层内脑机接口 (iBCI) 为瘫痪患者提供了一种通过从大脑活动解码的信号来控制设备的方法。尽管这些设备最近取得了令人瞩目的进展,但它们的控制水平仍然无法达到健全人的水平。为了实现自然控制并提高神经假体的性能,iBCI 可能需要包含本体感受反馈。为了通过机械触觉刺激提供本体感受反馈,我们旨在了解触觉刺激如何影响运动皮层神经元并最终影响 iBCI 控制。我们为四肢瘫痪患者的后颈提供了皮肤剪切触觉刺激来替代本体感受。通过使用单丝测试套件评估触觉灵敏度来确定颈部位置。参与者能够以 65% 的准确率正确报告 8 个不同方向的后颈皮肤剪切。我们发现运动皮层单元对剪切刺激表现出感觉反应,其中一些单元对刺激有强烈的响应,并可以通过余弦形函数很好地建模。我们还演示了在线 iBCI 光标控制,该控制由解码的命令信号驱动,并带有连续的皮肤剪切反馈。与纯视觉反馈条件相比,当参与者获得触觉反馈时,光标控制性能略有提高,但效果显著。
摘要 — 皮层内脑机接口 (iBCI) 为瘫痪患者提供了一种通过从大脑活动解码的信号来控制设备的方法。尽管这些设备最近取得了令人瞩目的进展,但它们的控制水平仍然无法达到健全人的水平。为了实现自然控制并提高神经假体的性能,iBCI 可能需要包含本体感受反馈。为了通过机械触觉刺激提供本体感受反馈,我们旨在了解触觉刺激如何影响运动皮层神经元并最终影响 iBCI 控制。我们为四肢瘫痪患者的后颈提供了皮肤剪切触觉刺激来替代本体感受。通过使用单丝测试套件评估触觉灵敏度来确定颈部位置。参与者能够以 65% 的准确率正确报告 8 个不同方向的后颈皮肤剪切。我们发现运动皮层单元对剪切刺激表现出感觉反应,其中一些单元对刺激有强烈的响应,并可以通过余弦形函数很好地建模。我们还演示了在线 iBCI 光标控制,该控制由解码的命令信号驱动,并带有连续的皮肤剪切反馈。与纯视觉反馈条件相比,当参与者获得触觉反馈时,光标控制性能略有提高,但效果显著。
摘要 - 学习盲文可能会对盲人儿童的发展产生重大影响。盲文使视觉障碍的学生能够通过写作进行交流,而不是完全失去这种交流方法,使他们能够发展独立性,学习强大的阅读和写作技巧,并挑战学生参加更多的社交和教育活动。超出了孩子的需求,父母需要学习盲文与孩子开会,以减轻孩子的孤立感。学习盲文需要时间来掌握,这是视觉障碍儿童的父母的有限资源。但是,我们的研究通过减少时间负担来改变这一人群的生活,探讨了被动性触觉学习来改善父母的盲文学习系统。该研究旨在了解被动触觉学习对学习盲文时学习率,熟练程度和召回率的影响。使用可穿戴的触觉手套,该手套指示用户应按下的壁板机上哪些键,我们将评估这种方法的功效。进行了一项用户研究,以确定触觉振动是否有助于比记住盲文系统更有效学习。用户研究涉及一系列学习盲文字母和单元格的抽认卡,并结合了在模拟的brailling机器上的测试,以确保用户可以键入正确的字母。一些参与者在打字阶段收到了触觉反馈,而另一些参与者则进行了研究,没有触觉反馈。参与者的准确性,速度和召回在后续课程中进行了测量。索引术语 - 光线,盲文,学习
摘要 本文探讨了压电传感器在外科手术机器人假肢中的创新应用,强调了它们在精细手术过程中增强触觉反馈的潜力。压电传感器可以有效地将机械压力和振动转换为电信号,为外科医生实时感受和解释力、纹理和其他表面特征提供了重要手段。通过基于云的系统生成和传输触觉反馈的能力允许创建触觉模式数据库,从而能够在手术过程中自动识别特定的触觉交互。人工智能 (AI) 的集成通过从收集的数据中学习、预测未来的交互和优化模式识别进一步增强了系统。此外,将压电传感器与其他类型的传感输入(例如温度和应变计)相结合,可以实现多维反馈系统。这会带来身临其境的体验,使外科医生能够精确控制他们的机器人工具。通过人工智能和数据收集不断改进这些系统,为机器人手术的未来发展带来了巨大的潜力,从而实现更准确、更安全的手术和更好的患者治疗效果。这项研究强调了人工智能驱动的多感官反馈系统在增强机器人辅助手术能力方面的变革性影响。
Number of Publications Included Publications Proprioception and Body Schema Illusions 8 (8.89%) - Rubber Hand Illusion 3 (3.33%) [ 3 , 26 , 100 ] - Virtual Hand Illusion 3 (3.33%) [ 80 , 105 , 117 ] - Other 2 (2.22%) [ 94 , 124 ] Phantom Sensations 24 (26.67%) - On-Body 11 (12.22%) [ 22 , 25 , 31 ,52,56,61,79,79,81,93,103,119] 139 , 145 ] Geometry Illusions 9 (10.00%) - Shape Illusion 5 (5.56%) [ 7 , 8 , 12 , 21 , 133 ] - Size Illusion 4 (4.44%) [ 6 , 11 , 132 , 147 ] Weight Illusions 17 (18.89%) - Size-Weight Illusion 3 (3.33%) [ 43 , 82 , 116 ] - Visual simulation of moving objects inside 2 (2.22%) [ 55 , 146 ] - Asymmetric oscillation 2 (2.22%) [ 1 , 128 ] - Control-display ratio 5 (5.56%) [ 58 , 92 , 108 , 112 , 115 ] - Other 5 (5.56%) [ 2 , 59 , 85 , 96 , 120 ] Stiffness Illusions 13 (14.44%) - Visual texture deformation 4 (4.44%) [ 4 , 57 , 67 , 144 ] - Control-display ratio 2 (2.22%) [ 20 , 141 ] - Simulated deformation sounds 2 (2.22%) [ 69 , 134 ] - Friction grain model 4 (4.44%) [ 46 , 47 , 60 , 63 ] - Restricting Deformation 1 (1.11%) [ 129 ] Surface Texture Illusions 13 (14.44%) - Cursor representation 3 (3.33%) [ 71 , 72,87] - 滚动屏幕2(2.22%)[62,136] - 叠加的视觉/听觉纹理5(5.56%)[14,23,33,34,149] - 天鹅绒手幻觉2(2.22%)[101,148] [101,148] - manipulate velecity 1(1.11%) 113]环境错觉1(1.11%)[16]表1。在调查的出版物中发现的触觉幻觉的分布,首先由其针对的主要触觉财产分类。这些群体不构成全面的分类法,而是源自我们的编码数据中的群集。
神经反馈 (NF) 和脑机接口 (BCI) 应用依赖于个体脑活动模式的记录和实时反馈,目的是实现特定神经基质的自我调节或外部设备的控制。这些方法历来采用视觉刺激。然而,在某些情况下,视觉不适合或不足以吸引人。人们已经探索了其他感官模式,例如听觉或触觉反馈,多感官刺激有望提高交互回路的质量。此外,对于运动想象任务,通过触觉反馈关闭感觉运动回路可能与运动康复应用相关,因为它可以促进可塑性机制。本综述回顾了各种触觉技术并描述了它们在 BCI 和 NF 中的应用。我们确定了 BCI 和 NF 系统使用触觉接口的主要趋势,并讨论了可能激发进一步研究的关键方面。
摘要 - 由于其非传统运动学和动态架构以及它们频繁使用次优成像方式,因此磁性驱动的millirobot的演变引起了独特的远程操作挑战。最近对Millirobot的触觉接口的调查显示了希望,但缺乏为未来发展辩护所必需的临床动机任务情景。在这项工作中,我们调查了在视觉不足条件下磁性驱动的millobot的双侧远程作用的触觉反馈的效用。我们在动脉瘤盘绕的过程中进行了N = 23个用户研究,该程序要求参与者通过Maze在几乎完全黑暗的迷宫中导航,以在模拟的荧光镜检查下操纵珠子到目标。我们假设用户将通过触觉反馈更好地完成远程接管任务,同时与无反馈条件相比,用户可以减少周围环境的过多力量。我们的结果表明,参与者的珠子评分提高了40%以上,平均力量降低了近10%,并且具有触觉反馈的最大力量降低了13%,并且其他指标的显着改善。结果表明,当删除触觉反馈时,保留了触觉反馈的好处。这些发现表明,触觉反馈有可能显着改善传统视力不足的任务中的Millirobot远程注射和控制。
摘要 - 使用肌电假体的高级肢体差异的个人缺乏进行日常生活的灵活活动所需的触觉感官信息。虽然大量研究重点是恢复这种触觉信息,但这些方法通常依赖于单模性反馈方案,这些反馈方案对于中枢神经系统采用的前馈和反馈控制策略不足。多模式反馈方法一直在几个应用领域引起人们的注意,但是,肌电假体的实用性尚不清楚。在这项研究中,我们通过脆弱的对象和可变的负载力在虚拟EMG控制的抓握和固定任务中提出了双模式触觉反馈的实用性。我们招募了n = 20名没有肢体差异的参与者,可以在四个条件下执行任务:无反馈,振动起步滑动,握把力的反馈以及双(振动 +挤压)的反馈反馈和抓地力的反馈。的结果表明,接收任何触觉反馈胜于任何触觉反馈要好,但是,双重模式反馈在防止对象破裂或掉落的方面远优于任何一种单模式反馈方法。用双模式反馈的控制也比任何一种单模式反馈方法都更加直观。
抽象轻轻接触实心物体会减少姿势摇摆。在这里,我们确定人为修改触觉反馈以达到平衡的效果。参与者闭着眼睛站着,轻轻地抓住了一个与身体摇摆同步移动的杂志,以系统地增强或减弱+2至2之间的反馈增益,分别对应于与身体相同或相反方向的运动。这种干预对姿势摇摆有系统的影响,姿势摇摆表现出不对称的U形功能,相对于触觉反馈增益。旋转在零增益周围的最小值,对应于静态对象。摇摆以低于-0.25的收益略有增加,但在+0.25以上的增长下大大增加。在+2时,大约是无接触条件的两倍。手和manipulandum之间的平均相互作用力在整个过程中保持<0.9 n,尽管它在极端增长下略有增加。在最少摇摆条件下,手部力和躯干位置之间的互相关最高,这表明更高质量的触觉反馈与更大的摇摆减少有关。我们使用反馈控制模型成功地复制了摇摆行为,该模型在触觉和本体感受信号之间的差异达到阈值时会减弱触觉反馈信号。我们的发现表明,中枢神经系统可以利用增强的触觉反馈来实现Bal-ance,但只有对自然反馈增益的变化相对较小。在健康的志愿者中,它比静态物体提供了最小的好处。触觉反馈是最佳的。