منهج في تقييم توقيت ودقة الردود الإرادية للسيارات لVibrotactile المحفزات

الهدف العام من هذا البروتوكول التجريبي هو تقييم مدى سرعة ودقة استجابة الفرد لأنواع معينة من المحفزات الاهتزازية. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال هندسة إعادة التأهيل مثل نوع المعلومات الحسية التي يمكن توصيلها من خلال ردود الفعل الاهتزازية وما هي أفضل طريقة لتمثيل المعلومات الحسية من خلال الإشارات الاهتزازية. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنها مرنة للغاية لتطبيقات التغذية الراجعة الحيوية المختلفة ويمكن تكييفها بسهولة للاستخدام مع مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار الحيوية مثل مستشعرات الضغط لقياس قوة رد الفعل ، أو مقاييس الزوايا لقياس زوايا المفصل.

على الرغم من أن هذه الطريقة توفر نظرة ثاقبة حول كيفية استجابة الناس للاهتزازات التي تنطبق على مناطق معينة من الفخذ ، إلا أنه يمكن أيضا أن تمتد إلى مناطق أخرى من الجسم. من خلال اختبار التكوينات اللمسية المختلفة ، يمكننا أن نفهم بشكل أفضل أنواع المعلومات التي يمكن توصيلها من خلال التغذية الراجعة الحيوية. سيوضح هذا الإجراء سام شي ، طالب دراسات عليا في مختبرنا.

ابدأ معايرة المحرك عن طريق توصيل لوحة المتحكم الدقيقة الكبيرة بالكمبيوتر باستخدام منفذ USB. داخل برنامج المتحكم الدقيق الأصلي ، انقر فوق رمز التحميل المشار إليه بالسهم الأيمن المحاط بدائرة لتحميل البرنامج النصي المخصص motor_test. ino إلى اللوحة باستخدام اتصال USB.

ثم قم بتوصيل خرج المحور Z لمقياس التسارع ثلاثي المحاور بأحد منافذ الإدخال التناظرية للوحة التحكم الدقيقة الأصغر. قم بتوصيل الخيوط الموجبة والأرضية من مقياس التسارع بمسمار الفخذ والمنافذ الأرضية للوحة المتحكم الدقيق على التوالي. بعد ذلك ، قم بتركيب مقياس التسارع على المحرك الاهتزازي ، مع التأكد من أن محوره z متعامد مع السطح المسطح للمحرك ثم ضع المحرك على سطح صلب.

افتح ملف motor_calibration. VI في برنامج أسئلة البيانات وقم بتوصيل المتحكم الدقيق الأصغر لمقياس التسارع بالكمبيوتر من خلال منفذ USB. ثم باستخدام الحقول المتوفرة ، حدد المنفذ التسلسلي لإدخال المتحكم الدقيق بالإضافة إلى معدل أخذ العينات البالغ 500 هرتز و 1000 عينة لجمعها.

باستخدام شاشة التحويل السريعة 48 على واجهة motor_calibration. VI ، حدد أكبر ذروة وسجل قيمة تردد الاهتزاز المقابلة. كرر جميع الخطوات حتى الآن بالإضافة إلى تسجيل النبضة يدويا مع علاقة تردد معدلة أو PWM لكل محرك.

بعد ذلك ، افتح ملف التجربة 1. VI لكل محرك. انقر بزر الماوس الأيمن على قائمة التردد المنسدلة وحدد خاصية.

ضمن علامة التبويب تحرير العناصر، استخدم الجدول لإدخال الترددات المطلوبة ومستويات PWM المقابلة. حدد موافق للخروج. أخيرا ، بعد معايرة جميع المحركات ، استخدم شريطا على الوجهين لتركيب كل واحد على الفخذ.

ضع محركا واحدا على وجه التحديد على كل من الأسطح الأمامية والخلفية والوسطى والجانبية للفخذ في منتصف الطريق تقريبا بين المدور الأكبر واللقمة الفخذية الجانبية. لبدء التجربة الأولى ، قم بتوصيل زر الضغط مباشرة بأحد منافذ USB الخاصة بالكمبيوتر باستخدام موصل تسلسلي إلى USB وتأكد من تثبيت جميع برامج التشغيل المطلوبة. افتح التجربة1.

VI وحدد الملف لتسجيل النتائج. بعد ذلك ، استخدم القوائم المنسدلة في واجهة البرنامج لتحديد منافذ إدخال زر الضغط وترددات المحرك. ابدأ البرنامج.

عندما يشعر المشارك بالاهتزاز ، اطلب منه الضغط على زر الضغط بالساق حيث يتم تطبيق الملاحظات. بعد الضغط على الزر ، قم بتأكيد الاستجابة في واجهة برنامج الحصول على البيانات من خلال ملاحظة أن الساعة قد توقفت عن العد. أخيرا ، حدد مجموعة الترددات الجديدة من القوائم المنسدلة لإعادة ضبط المحركات للنسخة التجريبية التالية.

ابدأ التجربة الثانية عن طريق توصيل زر ضغط ثان بمنفذ USB آخر باستخدام موصل USB تسلسلي. ثم افتح التجربة2. واجهة الحصول على البيانات السادسة.

من أجل فحص حساسية التردد في أجزاء مختلفة من الساق ، ضع محركا واحدا على الفخذ في منتصف الطريق بين المدور الأكبر واللقمة الفخذية الجانبية على كل من الأسطح الأمامية والخلفية والجانبية والإنسية. انقر بعد ذلك على أيقونات المحرك في واجهة البرنامج لتحديد محركات معينة ليتم تنشيطها بالإضافة إلى تسلسل الترددات المطلوب. لاختبار حساسية المستخدم ، تبدأ الترددات عند 140 هرتز و 180 هرتز و 220 هرتز عن طريق تحديد مجموعة واحدة.

على سبيل المثال ، 180 هرتز متبوعا ب 140 هرتز. أدخل وقت الانتظار ووقت المحرك. ثم ابدأ البرنامج.

لاختبار مجموعات التردد الأخرى ، حدد اختبارا جديدا للترددات مثل 220 هرتز ، متبوعا ب 180 هرتز وأعد تشغيل البرنامج. أخيرا ، اطلب من المشارك الضغط على أحد زري الضغط لاختيار ما إذا كان التردد المدرك الثاني أعلى أو أقل من الأول ومراقبة الاستجابات التي يتم تسجيلها تلقائيا بواسطة البرنامج. تظهر هنا نتائج التحويل السريع 48 لبيانات التسارع لمحرك واحد يخضع للمعايرة.

تم إجراء أربعة مسارات لتحديد مستوى PWM المقابل لاهتزاز 180 هرتز. عند مقارنة الأفراد القادرين جسديا مع ثلاثة أفراد يعانون من بتر الفخذ ، انخفضت أوقات رد الفعل للأفراد الأصحاء بشكل ملحوظ حيث ارتفع التردد من 140 هرتز إلى 220 هرتز. في حين أن الأفراد الذين يعانون من بتر الأطوار لم يفعلوا ذلك.

بمجرد إتقانه، يمكن إكمال هذا البروتوكول في غضون 30 دقيقة إلى ساعة اعتمادا على عدد مجموعات مواقع التردد التي تم اختبارها. أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم التأكد من أن أجهزة التتبع تحافظ على اتصال جيد بالفخذ طوال التجارب. يجب توخي الحذر للتأكد من أن أجهزة التتبع آمنة قبل كل تجربة.

بينما يستخدم البروتوكول الموصوف هنا أزرار الضغط لتسجيل استجابة المستخدم ، يمكن توسيع الطريقة لتشمل آليات الاستجابة الأخرى الأكثر صلة من الناحية الفسيولوجية مثل ثني الركبة. بعد تطويرها ، مهدت هذه الطريقة الطريق للباحثين في مجال هندسة إعادة التأهيل لاستكشاف استراتيجيات مختلفة لتوصيل المعلومات الحسية من مجموعة متنوعة من المصادر من خلال ردود الفعل الاهتزازية في الأفراد القادرين جسديا وكذلك أولئك الذين يعانون من بتر الأطراف السفلية. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تقييم سرعة ودقة استجابات المستخدم لمجموعات مختلفة من تردد التحفيز الاهتزازي والموقع.