طراحی سنسوری برای تخمین نیروی مچ دست با هدف ساخت دست مصنوعی

به گزارش گروه رسانه‌های دیگر خبرگزاری آنا، سیستم عصبی عضلانی نقش پررنگی در انجام دادن کارهای روزمره دارد. یکی از مهم‌ترین وظایف این سیستم، تولید نیرو است.

در فرآیند تولید نیرو به دنبال تحریک دریافتی از سیستم عصبی، عضلات مرتبط منقبض و متعاقبا نیرو تولید می‌شود. دامنه و زمان فعال شدن عضلات در پی تحریک وارد شده به ما این امکان را می‌دهد تا با اجسام مختلف به صورت هوشمندانه‌ای ارتباط بر قرار کنیم. با به دست آوردن مدلی از انقباض عضلات قادر به تحلیل نحوه عملکرد عضلات و فرآیند تولید نیرو خواهیم بود.

به منظور دستیابی به این اهداف محققان این پژوهش از روش مدل‌‌سازی غیر مستقیم استفاده کردند.

در این روش نیازی به دانستن مشخصات فیزیکی عضلات نیست و با استفاده از شبکه‌های عصبی قادر به تخمین نیروی تولید شده توسط عضلات خواهیم بود. برای به دست آوردن مدل غیر پارامتریک دست، ثبت همزمان داده نیرو و فعالیت الکتریکی عضلات ضروری است.

به منظور بهینه سازی فرآیند ثبت نیرو از سنسور سه درجه آزادی ساخته شده استفاده شد. این سنسور دارای ساختار متقارن و یکپارچه بوده و می‌تواند نیروی عضلات را به صورت حقیقی ثبت و نمایش دهد.

هدف این محققان از ساخت این سنسور مدل سازی الگوی فعالیت عضلات دست با دقت مناسب بوده است. داده‌های به دست آمده از شبکه عصبی پیش رونده و نتایج شبیه سازی بیانگر این حقیقت است که مدل ایجاد شده قادر به تخمین نیروی تولیدشده توسط عضلات با حداکثر خطای 2/5 درصد است.

با استفاده از این روش می‌توان علاوه بر تولید دست مصنوعی، از آن به عنوان جراحی از راه دور نیز استفاده کرد. این طرح در دانشگاه صنعتی امیرکبیر و با همکاری دانشگاه‌ تهران و دانشگاه‌ علوم پزشکی ایران اجرایی شد.

منبع: ایسنا