脑机接口 (BCI) 项目旨在证明,经过训练后,患有严重运动障碍的人(即四肢瘫痪者)能够通过解码脑电活动来控制复杂的功能替代设备,例如四肢外骨骼。BCI 原理源于这样一个事实:移动或想象一个动作会在运动皮层产生类似的电活动。记录和解码称为 ElectroCorticoGrams (EcoG) 的电信号以控制复杂的效应器,例如移动外骨骼的肢体。
摘要:脑机接口 (BCI) 已被证明可用于中风康复,但有许多因素阻碍了该技术在康复诊所和家庭中的使用,主要因素包括 BCI 系统的可用性和成本。本研究的目的是开发一种廉价的 3D 打印腕外骨骼,可由廉价的开源 BCI (OpenViBE) 控制,并确定使用这种设置进行训练是否可以诱导神经可塑性。11 名健康志愿者想象手腕伸展,这些伸展通过单次脑电图 (EEG) 检测到,作为响应,腕外骨骼复制了预期的运动。在使用外骨骼进行 BCI 训练之前、之后立即和 30 分钟后测量使用经颅磁刺激引起的运动诱发电位 (MEP)。BCI 系统的真阳性率为 86 ± 12%,每分钟有 1.20 ± 0.57 次误检。与 BCI 训练前的测量结果相比,MEP 在训练后立即增加了 35 ± 60%,在 BCI 训练 30 分钟后增加了 67 ± 60%。BCI 性能与可塑性诱导之间没有关联。总之,可以使用开源 BCI 设置检测想象运动并控制廉价的 3D 打印外骨骼,当与 BCI 结合时可以诱导神经可塑性。这些发现可能会促进 BCI 技术在康复诊所和家庭中的普及。然而,可用性必须提高,并且需要对中风患者进行进一步测试。
摘要:已证明脑部计算机界面(BCIS)对中风康复很有用,但是有许多因素阻碍了该技术在康复诊所和家庭用途中使用,包括BCI系统的可用性和成本,包括BCI系统的主要因素。这项研究的目的是开发廉价的3D打印手腕外骨骼,可以由廉价的开源BCI(OpenVibe)控制,并确定使用这种设置的训练是否可以诱导神经可塑性。11位健康的志愿者想象的手腕延伸是从单审脑电图(EEG)检测到的,因此,腕骨骼外骨骼复制了预期的运动。运动诱发电位(MEP)是在使用外骨骼训练后立即,之后和30分钟测量的。BCI系统的真实正率为86±12%,每分钟为1.20±0.57假检测。与BCI训练之前的测量相比,MEP在BCI训练后立即增加35±60%,在BCI训练后67±60%30分钟。BCI性能与可塑性的诱导之间没有关联。总而言之,可以使用开源BCI设置来检测假想运动,并控制便宜的3D打印外骨骼,当与BCI结合使用时可以诱导神经可塑性。这些发现可能会促进BCI技术用于康复诊所和家庭用途的可用性。但是,必须提高可用性,并且中风患者需要进一步测试。
动机 大脑和计算机之间的通信接口(脑机接口,BCI)为瘫痪患者重新获得部分活动能力提供了绝佳机会,例如通过控制外骨骼。然而,当前实现 BCI 的方法并未达到必要的感知精度,或者不适合日常使用。 “NeuroQ”项目联盟正在研究一种方法,使用基于金刚石的量子传感器来克服这些弱点,从而使行动不便的人能够在日常条件下以比以前更高的精度控制外骨骼。因此,新方法可以对他们的社会融入和医疗康复做出重要贡献。
在过去的几年中,使用机器人外骨骼的人工智能(AI)将人工智能(AI)纳入患有较低LIMB损害的人的康复中的新颖工具和方法的努力都引起了人们的兴趣。潜在的好处包括通过利用AI进行机器人控制和数据分析,促进个性化反馈和指导来实施个性化康复疗法的能力。尽管如此,目前缺乏文献综述,专门针对下肢康复机器人技术中的AI应用。为了解决这一差距,我们的工作旨在对37个同行评审的论文进行评论。本评论根据机器人应用程序方案或AI方法对选定的论文进行了分类。此外,它通过提供输入功能,AI模型性能,注册人群,用于验证过程中使用的外骨骼系统以及每篇论文的特定任务的详细摘要来唯一做出贡献。创新的方面在于对不同算法对特定任务的适用性提供清晰的了解,以指导未来的发展并支持下LIMB外骨骼和AI应用程序领域的知情决策。
Natania Birnbaum 和 Amena Farooq(生物技术管理与创业硕士)正在与 Ke Chen 和 Ziyang Guo(数据分析与可视化硕士)合作,作为由人工智能博士后研究员 Sai Praveen Kadiyala 博士领导的跨学科团队的一部分,开发肌电外骨骼(机械手)以支持中风患者的上肢康复。尽管中风患者可能无法移动肌肉,但他们仍然会产生微弱的电信号,表面肌电图 (sEMG) 传感器可以通过皮肤产生的微电压检测到这些电信号。该团队正在构建手部外骨骼的原型,它可以从手臂的肌肉获取 sEMG 信号并利用它们来移动外骨骼的手指。他们的目标是创建一个可用于上肢康复的不同手势和复杂抓握的计算模型。机器人辅助治疗前景广阔,因为它们对患者和治疗师来说既方便又经济实惠,使治疗数据收集变得更加容易,并提高了患者的积极性。基于 sEMG 的方法的优点包括适应患者自身的身体运动,以及可能使用更轻便、更灵活、更舒适的机器人。
摘要:这项工作介绍了康复 - exos的设计,这是一种新颖的上肢外骨骼,用于康复目的。它配备了高还原比率执行器和紧凑的弹性接头,以获得基于应变测量值的扭矩传感器。在这项研究中,我们解决了扭矩传感器的性能以及可能导致不必要的非轴向矩负载串扰的设计方面。此外,通过对多DOF,非线性系统动力学进行建模并为非线性效应(例如摩擦和重力)提供补偿,设计了新的全州反馈扭矩控制器。通过控制系统的表现和机械结构验证评估所提出的上肢外骨骼,将全州反馈控制器与两个透明度测试中的其他两个基准状态反馈控制器进行了比较 - TEN受试者,两个参考速度,以及一个happeric的渲染评估。两个实验都代表了设备的预期目的,即与受到有限运动技能影响的患者的身体互动。在所有实验条件下,我们提议的关节扭矩控制器都达到了更高的性能,为关节提供了透明度,并主张外骨骼对辅助应用的可行性。
设备。我们还将探索提高现有步态速度和稳健性的方法。”虽然改进 Quix 的机械和软件方面很重要,但该团队也在深化项目中活跃的研究领域。虽然外骨骼为下肢瘫痪患者提供了恢复日常活动的机会,但该设备很重。了解 Quix 如何影响佩戴者的生理可以带来改进,使其更容易长时间佩戴。“这将帮助我们了解如何改进外骨骼以使其更容易使用,”Griffin 说。继续致力于改善 Quix 的步态,同时拓宽努力范围以结合 IHMC 的人类表现研究计划,这正是 IHMC 所倡导的那种跨学科协作工作。