Name: الفرس بيونيك الاحتفال الأول والثاني (فيديو) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-08-14T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 23 s
Description: اكتشف كيفية بناء جهاز تحكم لاسلكي مخصص يعتمد على تقنية تخطيط العضلات الكهربائية للتحكم في العروض التقديمية. يوفر هذا الجهاز حلاً فعالاً من حيث التكلفة لتطبيقات التكنولوجيا المساعدة.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

ويمول المشروع الهندسية و EPSRC مجلس بحوث العلوم الفيزيائية (الجيش الشعبي/K503745/1)، والمعهد الوطني للبحوث الصحية (NIHR) البحوث الطبية الحيوية مركز (BRC) (BRC272/مرحبا/ديسك/101440) و UCL تغيير صناع.

<ol><li>Navarro, X., Krueger, T. B., Lago, N., Micera, S., Stieglitz, T., Dario, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+critical+review+of+interfaces+with+the+peripheral+nervous+system+for+the+control+of+neuroprostheses+and+hybrid+bionic+systems%5BTitle%5D)+AND+%22J+Periph+Nerv+Syst%22%5BJournal%5D)">A critical review of interfaces with the peripheral nervous system for the control of neuroprostheses and hybrid bionic systems.</a> J Periph Nerv Syst. 10 (3), 229-258 (2005).</li>
<li>Yang, D. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1672652908601195">An anthropomorphic robot hand developed based on underactuated mechanism and controlled by EMG signals.</a> J Bionic Eng. 6 (3), 255-263 (2009).</li>
<li>Chu, J. U., Moon, I., Lee, Y. J., Kim, S. K., Mun, M. S. <a target="_blank" href="http://ieeexplore.ieee.org/document/4244373/">A supervised feature-projection-based real-time EMG pattern recognition for multifunction myoelectric hand control.</a> IEEE/ASME Trans Mechatronics. 12 (12), 282-290 (2007).</li>
<li>Bitzer, S., Van Der Smagt, P. <a target="_blank" href="http://ieeexplore.ieee.org/document/1642128/">Learning EMG control of a robotic hand: towards active prostheses.</a> Proceedings 2006 IEEE International Conference on Robotics and Automation. , Orlando, Florida. (2006).</li>
<li>Cipriani, C., Zaccone, F., Micera, S., Carrozza, M. C. On the shared control of an EMG-controlled prosthetic hand: analysis of user-prosthesis interaction. IEEE Trans Rob. 24 (1), 170-184 (2008).</li>
<li>Tenore, F., Ramos, A., Fahmy, A., Acharya, S., Etienne-Cummings, R., Thakor, N. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Towards+the+control+of+individual+fingers+of+a+prosthetic+hand+using+surface+EMG+signals%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+EMBS%22%5BJournal%5D)">Towards the control of individual fingers of a prosthetic hand using surface EMG signals.</a> IEEE EMBS. 2007, 6145-6148 (2007).</li>
<li>Reinvee, M., Pääsuke, M. <a target="_blank" href="http://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/1541931213601092">Overview of Contemporary Low-cost sEMG Hardware for Applications in Human Factors and Ergonomics.</a> In Proc Hum Fact Ergon Soc Annu Meet. 60 (1), 408-412 (2016).</li>
<li>George, P. K., Minas, V. L., Agisilaos, G. Z., Christoforos, I. M., Kostas, J. K. <a target="_blank" href="http://ieeexplore.ieee.org/document/7354209/">Open-Source, Anthropomorphic, Underactuated Robot Hands with a Selectively Lockable Differential Mechanism: Towards Affordable Prostheses.</a> 2015 IEEE/RSJ International Conference of Intelligent Robots and Systems. , Hamburg. (2015).</li>
<li>Agisilaos, G. Z., Minas, V. L., Christoforos, I. M., Kostas, J. K. Open-Source, Affordable, Modular, Light-Weight, Underactuated Robot Hands. IEEE/RSJ International Conference of Intelligent Robots and Systems. , Chicago, Illinois. (2014).</li>
<li>Minas, V. L., Agisilaos, G. Z., Melina, N. B., Kostas, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Open-Source%2C+Low-Cost%2C+Compliant%2C+Modular%2C+Underactuated+Fingers%3A+Towards+Affordable+Prostheses+for+Partial+Hand+Amputations%5BTitle%5D)+AND+%222014+36th+Annual+International+Conference+of+the+IEEE+Engineering+in+Medicine+and+Biology+Society%22%5BJournal%5D)">Open-Source, Low-Cost, Compliant, Modular, Underactuated Fingers: Towards Affordable Prostheses for Partial Hand Amputations.</a> 2014 36th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. , Chicago, Illinois. (2014).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Engaging+the+senses%3A+object-based+learning+in+higher+education%22">Engaging the senses: object-based learning in higher education</a>. Chatterjee, H. J., Hannan, L. , Ashgate Publishing, Ltd. (2015).</li>
<li>Zainee, N. M., Chellappan, K. <a target="_blank" href="http://ieeexplore.ieee.org/document/7047512/">Emergency clinic multi-sensor continuous monitoring prototype using e-Health platform.</a> 2014 IEEE Conference on Biomedical Engineering and Sciences (IECBES). , Kuala Lumpur. (2014).</li>
<li>Paul, P., Motskin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engaging+the+Public+with+Your+Research%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Immunol%22%5BJournal%5D)">Engaging the Public with Your Research.</a> Trends Immunol. 37 (4), 268-271 (2016).</li>
<li>e-Health Sensor Platform V2.0 for Arduino and Raspberry Pi. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.cooking-hacks.com/documentation/tutorials/ehealth-biometric-sensor-platform-arduino-raspberry-pi-medical#step3_1">https://www.cooking-hacks.com/documentation/tutorials/ehealth-biometric-sensor-platform-arduino-raspberry-pi-medical#step3_1</a> (2017).</li>
<li>Arduino IDE Setup. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://learn.adafruit.com/add-boards-arduino-v164/setup">https://learn.adafruit.com/add-boards-arduino-v164/setup</a> (2017).</li>
<li>Ultimaker 2+. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://ultimaker.com/en/products/ultimaker-2-plus">https://ultimaker.com/en/products/ultimaker-2-plus</a> (2017).</li>
<li>Form 2. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://formlabs.com/3d-printers/form-2/">https://formlabs.com/3d-printers/form-2/</a> (2017).</li>
<li>Pairing to Bluefruit. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://learn.adafruit.com/introducing-bluefruit-ez-key-diy-bluetooth-hid-keyboard/pairing-to-bluefruit">https://learn.adafruit.com/introducing-bluefruit-ez-key-diy-bluetooth-hid-keyboard/pairing-to-bluefruit</a> (2017).</li>
</ol>

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

تشبع عضو الكنيست الثاني عند استخدامها في إينديسيس المختطف أقل من قضية من أنها تظهر أول أيار/مايو. الحرص على اكتساب وضع أقطاب كهربائية والصحيح يتوقف الإعداد هذا من كونها قضية عند استخدام الجهاز كالفرس. ما لم تكن مهتمة بدقة تسجيل النشاط الأرقام القياسية المختطف، وهذا من غير المحتمل أن تكون هناك مشكلة على الإطلاق. قد شهدت لا التشبع المفرط على أي عضلة أخرى بعد أن تم تعيين المكسب. السلبيات كاذبة مع عضو الكنيست الثاني نظراً لصعوبة تحديد قيمة العتبة الصحيحة عند استخدام إينديسيس الخاطف. مع العضلات أكبر الفرق بين حجم التنشيط غير هادفة العضلات وتوتير هادفة للعضلات أكبر، مما يسمح لاختيار نقطة العتبة التي أبعد عن كل من الإيجابية الكاذبة والسلبية الكاذبة النقاط. على الأيدي الصغيرة لا سيما عضلة إينديسيس مبعدة قد تكون صغيرة جداً لأقطاب توضع بشكل صحيح (على الرغم من أن مع أصغر رفائد هذا يمكن أن يحتمل أن يكون حلها).
عمر البطارية أطول لعضو الكنيست الثاني مفيدة لمجموعة متنوعة من الأسباب. أولاً، عضو الكنيست أنا الجهاز بدأ العمل متقطعة بعد 45 دقيقة استخدام، حيث لا يمكن استخدامه للمظاهرات أطول. وثانيا مع عمر بطارية ساعة متعددة، يمكن اعتبار عضو الكنيست الثاني كعنصر تحكم الإدخال لجهاز مفيدة، ومع سوى زيادة ضئيلة في حجم الضرب البدني، يمكن استخدامه كجهاز رصد طوال يوم. متحكم دقيق اللاسلكية قد المدخلات التماثلية 6 و 13 من المدخلات الرقمية؛ وهذا يعني أن الجهاز يمكنه أن يقبل إشارات من أجهزة استشعار العضلات متعددة لإنشاء جهاز مع درجات الحرية أكثر في عناصر التحكم. كما تجدر الإشارة إلى أن أجهزة الاستشعار العضلات يمكن الاستعاضة عن أي بيوسينسور بإنتاجها تناظرية إنشاء جهاز يستخدم الإشارات البيولوجية الأخرى كالإدخال. يمكن أيضا تعديل التعليمات البرمجية للجهاز بسهولة لتغيير وظيفتها. إدخال تغييرات على البرامج والأجهزة للجهاز تسمح بإجراء تعديلات بسيطة ومتنوعة للجهاز.
واحد الحد من الجهاز كما هو عليه حاليا أن إخراج فريق الإدارة البيئية لا يمكن إرسال لاسلكياً بمعدل بيانات عالية كهذا يمكن التحميل الزائد المخزن المؤقت متحكم اللاسلكية. قيد آخر هو أن الأسلوب الذي يستخدم مؤشرات الخاطف كالمدخل، وكما عضلة صغيرة جداً، تتداخل مع المباعدة بين الأقطاب من جهة تقريبا؛ إذا كان شخص ما لديه الأيدي الصغيرة خاصة، فإنه قد يكون من المستحيل وضع أقطاب كهربائية بشكل صحيح على هذه العضلة.
الجهاز له العديد من المزايا عبر الأجهزة أغلى عندما يتعلق الأمر بالمرونة في مشاريع البحوث المحتملة. أنها منخفضة التكلفة: الجهاز تكلفته 80 دولار وقنوات إضافية بفريق الإدارة البيئية فقط التكلفة 35 دولاراً، مما يجعله مثاليا لأصغر أو مشاريع الطلاب. فمن السهل لتخصيص والبرمجيات يمكن تحريرها بسهولة وتغيير المدخلات للأجهزة الأخرى. فقد صغير حجم، ذلك شخص ارتداء الحجاب لا يحتاج إلى حمل معدات ثقيلة أو ضخمة. ويبدو أيضا كلوحة مفاتيح لاسلكية للأجهزة الأخرى، حيث أنها يمكن أن تكون متكاملة بسهولة مع أي جهاز لاسلكي متوافق. وقد أدمج الجهاز فعلا في جهاز المعينة التي ستنشر في المستقبل القريب.
نظراً لحجم وسهولة للتخصيص من عضو الكنيست الثاني، فإنه يجري يعتبر بالفعل لإدماجها في العديد من المشاريع البحثية كوحدة نمطية لاسلكية لفريق الإدارة البيئية وآلية الزناد لاسلكية. كما أنه يستخدم كأساس لإحدى دورات مختبر في المسار الرئيسي للطالب. تحسين الرئيسية نود أن تجعل الجهاز لزيادة معدل الإرسال اللاسلكي؛ والهدف تحقيق 10 هرتز، وما إذا كان سيتم ذلك عن طريق الأجهزة أو البرامج لم يتحدد.
الخطوات الأكثر أهمية ضمن البروتوكول خطوات 2.6 و 2.7: اختيار "قيمة العتبة الزناد". في الخطوة 2، 6، ينبغي إيلاء اهتمام خاص بدفعها إلى الحركة الكابلات فريق الإدارة البيئية، حيث أنها تعمل كهوائي وتوليد التحف الحركة؛ ومع ذلك، إذا كان يتم الاحتفاظ هذه ثابتة وهذا ليس مسألة. في خطوة 2.7، إذا كانت القيمة المحددة عالية جداً، وهذا يؤدي في السلبيات الكاذبة. إذا كانت هذه القيمة منخفضة جداً، وهذا يؤدي في إيجابيات كاذبة. في حالة إينديسيس المبعدة، من الصعب جداً العثور على قيمة التي تؤدي إلى سلبية كاذبة أحياناً، على الرغم من أن مع أكبر العضلات هذا لا يبدو أن قضية. إذا كان البحث عن القيمة الصحيحة لا يزال مشكلة، يمكن تصحيح الكسب بتعيينها إلى قيمة الحد الأدنى وزيادة عليه حتى يعتبر فرق كبير بين عدم تفعيل وتنشيط عن طريق قراءات المسلسل، مع قيم البقاء دون نقطة التشبع.
عموما عضو الكنيست الثاني تحسنا كبيرا على عضو الكنيست الأول كجهاز بحوث محتملة، على الرغم من أن سبب MK أنا له تأثير مرئي أقوى، فمن المحتمل أن تكون لا تزال تستخدم مشاركة الجمهور في المستقبل الأحداث.

ويحقق "المركز يطمح" لهندسة إعادة التأهيل والتقنيات التقنيات المطبقة وقابلة للتحويل بين المجالات المختلفة في المجالات ذات الصلة للاهتمام، بما في ذلك سبيل المثال لا الحصر، السكتة الدماغية، ضمور العضلات، البتر، وشيخوخة السكان والتدريب للمهارات المتخصصة. أحد مجالات البحوث التي تشارك المركز في نيوروبروسثيسيس. العديد من التقنيات المستخدمة للسيطرة على الأسلحة نيوروبروسثيتيك، فريق الإدارة البيئية أحد المدخلات الأكثر شيوعاً لنظم التحكم1،3،2،4،،من56. وهذا في جزء كبير بسبب السهولة الاستخدام والقدرة على تحمل التكاليف بالمقارنة مع أنظمة التحكم الأخرى7. وضعت مؤخرا طباعة 3D الأجهزة التعويضية مثل اليد أدا يمكن أن يكلف 1000 دولار أمريكي فقط عند استخدام هذا النوع من المراقبة8،،من910. ومع ذلك، عند محاولة لإثبات مثل هذه النظم للجمهور هناك لا توجد طريقة سهلة للقيام بذلك دون المساعدة من مبتوري الأطراف.
لزيادة الوعي بأنشطة البحوث في هذا المجال لأفراد الجمهور، وضعت جهاز تجريبي الفرس بيونيك. من المهم جداً لاستخدام الكائن مقرها المظاهرة كما أنه يجذب الانتباه ويسرع بالتعلم والفهم لهذا الموضوع يجري تدريسها11. لدينا جهاز لا يساعد فقط تعليم مفهوم فريق الإدارة البيئية ولكن أيضا لزيادة المعرفة بالتطور الحالي للتكنولوجيات الحديثة. وعلاوة على ذلك، وهي تلهم الأجيال الشابة لاختيار الدراسات في مجالات العلوم والتكنولوجيا، والهندسة والرياضيات (الجذعية).
MK الفرس بيونيك تم باستخدام أجزاء متاحة بالفعل في استخدامها داخل المختبر. تألفت من متحكم و درع البيولوجي-إشارات12، أقطاب، لوحة تحكم، لوحة اتصالات لاسلكية وبطارية الخامس 9. الجهاز يعمل عن طريق التقاط نشاط عضلة إينديسيس مبعدة الواقعة بين السبابة والإبهام. فإنه بتشغيل تغيير شريحة بمحاكاة لوحة مفاتيح وإرسال ضغطه مفتاح 'حق' كلما تم التوصل إلى عتبة المختارة. مجلس المراقبة يسمح لإرسال دليل keypresses 'اليمين' و 'اليسار' (الشرائح التقدم والتراجع شرائح)، ويمكن أيضا استخدامها لتجاوز فريق الإدارة البيئية بالإدخال إذا سارت الأمور على خطأ أثناء مظاهرة حية.
كجزء من "الفيزياء الطبية" والهندسة الطبية الحيوية إدارة أنشطة المشاركة العامة، أثبتنا "الفرس بيونيك" لأفراد الجمهور. أنه تلقي استجابة قوية من الجمهور وأثارت الاهتمام في بدء تعاون عدة. بعد نجاح الجهاز الأولى تم تصميم نسخة ثانية من الجهاز.
وكان الهدف بالنسبة لتصميم الجهاز الثاني لإنتاج جهاز الذي كان أقل تكلفة وأقل تعقيداً وأكثر للتخصيص من الجهاز الأول. وكان الغرض من هذا الجهاز لتصميم شيء التي يمكن تعديلها بسهولة لمشاريع الطلاب وستدمج ثمن بخس في المشاريع القائمة. والميزة الرئيسية لهذا الجهاز على الآخرين المتاحة1،2،3،4،،من56 هو السهولة استخدام، وصغر حجمها، ومنخفضة التكلفة. على الرغم من أن الأجهزة الفرس بيونيك قد لا يكون القرار لأجهزة البحث الأخرى، مثل المشغل، وهم أكثر من جيدة بما فيه الكفاية. عضو الكنيست الثاني سيكون أساس مثالي لأي نظام يستخدم حد فريق الإدارة البيئية لتحريك جهاز، مثل وحدة تحكم الأطراف الاصطناعية أو الأجهزة المساعدة.
واستند التصميم حول متحكم قادرة على لاسلكي وجهاز استشعار العضلات. وشملت أيضا 3.7 V 150 ماه بطارية ليثيوم بوليمر بطارية ولوحة تحكم يدوي وحالة طباعة 3D. ويبين الشكل 3 لمحة عامة عن الفروق بين التصاميم. تصميم عضو الكنيست الثاني نفس الوظائف الأساسية كالجهاز الأصلي ولكن إلى حد كبير المزيد من الوظائف المحتملة للتطبيقات الجديدة مثل اللاسلكية رصد فريق الإدارة البيئية.

<table><tbody><tr><td><قوي>بالنسبة لجهاز Mark I</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Equipment</td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>Laptop</td><td></td><td></td><td>أي كمبيوتر محمول مزود بكابل</td></tr><tr><td></td><td></td> USB<td>USB B</td><td>من الكمبيوتر المحمول إلى اتصال USB-B على محطة لحام Arduino</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr>مسدس <td></td><td></td><td></td><td>الغراء الساخن</td></tr><tr><td>مسدس الغراء الساخن الغراء</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td><قوي> العناصر< قوي></td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>صغير أحادي النواة متعدد الخيوط</td><td></td><td></td><td>أسود ، أحمر ، أصفر ، بني ، برتقالي أبيض ، أزرق ،</td></tr> <tr><td>اردوينو ميجا 2560</td><td>اردوينو</td><td>أردوينو ميجا 2560</td> <td>(Geniuno MEGA 2560 خارج الولايات المتحدة)</td></tr> <tr><td>E-Health Shield v2.0</td><td>الطبخ المأجورون</td><td>e-Health Sensor Shield V2.0 ل Arduino و Raspberry Pi و Intel Galileo [التطبيقات البيومترية / الطبية]</td><td></td></tr> <tr><td>كابلات EMG</td><td>الطبخ المأجورون</td><td>مستشعر تخطيط كهربية العضل (EMG) لمنصة الصحة الإلكترونية [التطبيقات البيومترية / الطبية]</td><td></td></tr> <tr><td>أقطاب EMG</td><td>Sparkfun</td><td>SEN-12969</td><td></td></tr><tr><td>بطارية 9V</td><td></td><td></td><td>أي</td></tr><tr><td>كابل</td><td></td> طاقة<td></td><td>PP3 موصل 9 فولت مع جاك</td></tr><tr><td>Bluefruit EZ-KEY HID</td><td>Adafruit</td><td>1535</td><td></td></tr><tr><td>شريط مجلس</td><td>Amazon.co.uk</td><td>لوح صغير 25 × 64 مم حزمة من 3</td><td>أي لوح شريطي مماثل 2.54 مم الملعب 7 × 25</td></tr><tr><td>مفتاح</td><td></td> زر الضغط <td>COM-00097</td><td></td></tr><tr>مفتاح<td>الشريحة</td><td>amazon.com</td><td>20 قطعة تشغيل / إيقاف / تشغيل DPDT 2P2T 6 دبوس عمودي تراجع الشريحة التبديل 9x4x3.5mm</td><td></td></tr><tr><td>المقاومات</td><td></td><td>COM-11508</td><td></td></tr><tr>رؤوس الفيلكرو <td></td><td></td><td></td><td>المنفصلة على الوجهين</td></tr><tr><td>- مستقيم</td><td>Sparkfun</td><td>PRT-00116</td><td>2 و 2 و 5 المطلوبة</td></tr><tr><td><قوية>للحصول على Mark II</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Equipment</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Laptop</td><td></td><td></td><td>أي كمبيوتر محمول مزود ب USB توصيل</td></tr><tr><td>كابل</td><td></td><td></td> USB صغير <td>من الكمبيوتر المحمول إلى USB micro (نمط موصل الهاتف القياسي)</td></tr> <tr><td>محطة</td><td></td><td></td><td>لحام أي</td></tr><tr><td>لحام</td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td><قوي > عناصر < / قوي ></td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>صغير أحادي النواة متعدد الخيوط</td><td></td><td></td><td>أسود ، أحمر ، أخضر ، أبيض ، أزرق ،</td></tr> <tr><td>ريشة BLE 32U4</td><td>كابلات Adafruit</td><td>2829</td><td></td></tr><tr><td>MyoWare</td><td>Sparkfun</td><td>SEN-13723</td><td></td></tr><tr><td>EMG</td><td>Sparkfun</td><td>CAB-12970</td><td></td></tr><tr><td>أقطاب EMG</td><td>Sparkfun</td><td>SEN-12969</td><td></td></tr><tr><td>3.7 فولت LiPo</td><td>Adafruit</td><td>1317</td><td></td></tr><tr><td>شريط لوح</td><td>amazon.co.uk</td><td>صغير 25 × 64 مم عبوة من 3</td><td>2.54 درجة 7 × 9 صفوف</td></tr><tr><td>مفتاح زر</td><td></td><td>الضغط COM-00097</td><td></td></tr><tr><td>مفتاح الشريحة</td><td>amazon.com</td><td>20 قطعة تشغيل / إيقاف / تشغيل DPDT 2P2T 6 دبوس عمودي DIP الشريحة التبديل 9x4x3.5mm</td><td></td></tr><tr><td>المقاومات</td><td></td><td>COM-11508</td><td></td></tr><tr>الأجزاء <td></td><td></td><td>المطبوعة ثلاثية الأبعاد</td> يمكن طباعتها <td>ثلاثية الأبعاد بنفسك أو طباعتها من موقع ويب</td></tr><tr><td>رؤوس الفيلكرو</td><td></td><td></td><td></td>المنفصلة على الوجهين</tr><tr><td>- مستقيم</td><td>Sparkfun</td><td>PRT-00116</td><td>3 دبابيس مطلوبة</td></tr><tr><td>رؤوس أنثى</td><td>sparkfun</td><td>PRT-00115</td><td>3 دبابيس مطلوبة</td></tr></tbody></table>

الفرس بيونيك الاحتفال الأول والثاني

The Bionic Clicker Mark I &amp; II

في هذه المخطوطة، نقدم نظامان '"بيونيك الفرس"'، الأولى تهدف إلى إظهار الكهربائي (EMG) على أساس نظم المراقبة للأغراض التعليمية، والثانية لأغراض البحث. فريق الإدارة البيئية القائمة على مراقبة أنظمة التقاط الإشارات الكهربائية التي تم إنشاؤها بواسطة تنشيط العضلات واستخدام هذه كمدخلات لوحدات التحكم. وحدات التحكم بفريق الإدارة البيئية تستخدم على نطاق واسع في الأطراف الاصطناعية لمراقبة أطرافه.
العلامة أنا (MK أنا) الفرس يسمح حينها تغيير الشريحة في العرض التقديمي عن طريق رفع السبابة بهم. أنه يتمحور حول بيو-إشارات ومتحكم الدرع. أنها ولدت الكثير من الاهتمام من الجمهور والأوساط البحثية.
الجهاز مارك الثاني (MK II) المقدمة هنا قد صمم ليكون نظاما أرخص وأكثر أناقة وأكثر للتخصيص التي يمكن تعديلها بسهولة ومباشرة إرسال البيانات بفريق الإدارة البيئية. أنها بنيت باستخدام متحكم قادرة على لاسلكية، وجهاز استشعار العضلات.

وكان إنشاء جهاز لإظهار التحكم الكهربائي المستندة إلى جمهور العلمانيين. بعد نجاح الجهاز الأولية، قدم جهاز ثاني مع قدر أكبر من المرونة في الأداء الوظيفي لأغراض البحوث ومظاهره. ويصف هذا البروتوكول عملية بناء ومعايرة الأجهزة على حد سواء.

In this manuscript, we present two 'Bionic Clicker' systems, the first designed to demonstrate electromyography (EMG) based control systems for ...

الهدف العام من هذا الإجراء هو إنتاج جهاز تحفيز لاسلكي رخيص وسهل التخصيص ليكون منصة لأبحاث تخطيط كهربائية العضلات والأجهزة المساعدة المصممة حسب الطلب. وعادةً ما يُستخدم تخطيط كهربائية العضلات كمدخل تحكم للتكنولوجيا الآمنة. ونظرًا لأن العديد من الحالات تتطلب حلولاً محددة تكون باهظة الثمن بشكل مبالغ فيه، فقد قمنا بتطوير جهاز رخيص وسهل التخصيص.نقدم هنا نظامين من أجهزة النقر الإلكترونية الحيوية، الإصدار الأول والإصدار الثاني، واللذين يسمحان لمرتديهما بتغيير شرائح العرض التقديمي عن طريق تحريك إصبع السبابة. لبدء هذا الإجراء، قم ببناء الإصدار الأول وفقاً لما هو موضح في البروتوكول النصي. ولبدء بناء الإصدار الثاني، ضع صفاً من ثلاثة دبابيس رأسية (header pins) في مركز العضلات في فتحات القطب الموجب والسالب والإشارة من الأعلى.بعد ذلك، قم بلحام الدبابيس من الأسفل. وباستخدام زرادية، قم بثني الدبابيس المختلفة بزاوية 90 درجة. وفي حال استخدام العضلة المبعدة للسبابة كمدخل، قم بإزالة كابل المرجع الأسود القصير من مستشعر العضلة.بعد ذلك، استخدم قاطعة أسلاك لقص كابلات تخطيط كهربائية العضلات (EMG) الثلاثة لتمتد من المعصم إلى ظهر اليد. وباستخدام أداة تعرية الأسلاك، قم بتعرية أحد طرفي كل كابل. ضع الطرف المعرى للسلك الخلفي في الفتحة R، والسلك الأزرق في الفتحة E، والسلك الأحمر في الفتحة M الموجودة في مستشعر العضلات.قم بلحام الأسلاك في مكانها من الجانب السفلي. بعد ذلك، اقطع ثمانية أسلاك متعددة الخيوط أحادية النواة. ضعها وقم بلحامها كما هو موضح في البروتوكول النصي.ضع وسادتين من مستشعرات تخطيط كهربية العضلات (EMG) عند طرفي العضلة المبعدة للسبابة (abductor indicus). وضع الوسادة الثالثة في منتصف ظهر اليد. ثم قم بتوصيل كبلي المستشعر باللونين الأزرق والأحمر بالوسادتين الموجودتين فوق العضلة، والكبل الأسود بالوسادة الموجودة على ظهر اليد.يعد وضع الأقطاب الكهربائية على العضلات المبعدة للسبابة الخطوة الأكثر أهمية في هذا الإجراء، حيث إن وضع الأقطاب بشكل غير صحيح قد يؤدي إلى ظهور العديد من النتائج الإيجابية الكاذبة والنتائج السلبية الكاذبة في الجهاز. وفي حالات الأيدي الصغيرة، قد يكون من المستحيل فعلياً وضع الأقطاب الكهربائية بشكل صحيح. لبدء اختبار مخرجات تخطيط كهربائية العضلات (EMG)، قم بتنزيل جميع الملفات اللازمة وإعداد المتحكم الدقيق كما هو موضح في البروتوكول النصي.بعد ذلك، افصل الكمبيوتر عن مصدر التيار الكهربائي. وباستخدام كابل USB، قم بتوصيل المتحكم الدقيق بالكمبيوتر. ثم ارفع الإصدار المناسب من اختبار العتبة إلى المتحكم الدقيق.بعد ذلك، افتح مراقب التسلسل (serial monitor) لعرض مخرجات تخطيط كهربائية العضلات (EMG). حرك إصبع السبابة لليد من جانب إلى آخر، وقم بتسجيل القيم المعروضة. ثم حرك اليد في اتجاهات مختلفة دون تحريك إصبع السبابة وسجل القيم المعروضة.بعد ذلك، اختر قيمة أعلى مما لوحظ عند تحريك اليد، ولكن أقل مما لوحظ عند تحريك إصبع السبابة وحده. يُعد اختيار قيمة العتبة أمرًا بالغ الأهمية؛ لأنه إذا كانت منخفضة جدًا، فستحصل على العديد من النتائج الإيجابية الكاذبة، وإذا كانت مرتفعة جدًا، فستحصل على العديد من النتائج السلبية الكاذبة.يرجى الانتباه إلى أن إجهاد العضلة وتحرك الأسلاك يمكن أن يؤثرا أيضاً على قيمة الـ EC. لبدء اختبار العتبة، قم بتنزيل الكود الصحيح وتعديله ثم رفعه كما هو موضح في البروتوكول النصي. بعد ذلك، حرك اليد في جميع الاتجاهات دون تحريك الإصبع السبابة. تأكد من عدم ظهور أي شيء في مخرجات المنفذ التسلسلي (serial output).بعد ذلك، حرك إصبع السبابة من جانب إلى آخر. للبدء، اقطع المسار النحاسي على لوحة التوصيل الشريطية باستخدام مشرط. ثم ضع ثلاث مقاومات بقيمة 10 kilo ohm على لوحة التحكم.بعد ذلك، ضع مفتاح تبديل منزلق ومفتاحين ضاغطين. قم بلحامهما على الجانب السفلي من اللوحة. باستخدام قاطع أسلاك، اقطع الأسلاك التي تم لحامها مسبقاً بالمتحكم الدقيق بحيث يمكن للأسلاك أن تمر عبر الطبقة الوسطى من غطاء المتحكم الدقيق إلى لوحة التحكم دون أن يمنع ذلك إغلاق الغطاء.بعد ذلك، ضع الأسلاك في لوحة التحكم كما هو موضح في البروتوكول النصي، مع لحام الأسلاك في مكانها. وللبدء، أعد تجميع النقر الآلي (bionic clicker)، وقم بتوصيل موصل الرأس من المتحكم الدقيق بمستشعر العضلات. باستخدام كابل USB، قم بتوصيل المتحكم الدقيق بالكمبيوتر.بعد تنزيل الملف ذي الصلة، قم بتعديل الكود عن طريق استبدال النص النائب بقيمة عتبة التشغيل المحددة. ثم، افصل كابل USB لفصل المتحكم الدقيق عن الكمبيوتر. وبعد توصيل الجهاز بالكمبيوتر، اختبر أداة النقر باستخدام برنامج العروض التقديمية عن طريق رفع إصبع السبابة لتمرير الشرائح.لبدء تركيب جهاز النقر (clicker)، قم بقص مادة الشريط اللاصق (hook and loop) مزدوج الوجه بحيث يكون عرضها 35 mm وطولها كافياً للف حول المعصم. بعد ذلك، مرر مادة الشريط اللاصق عبر المشابك الموجودة في الجزء السفلي من العلبة. قم بتوصيل الموصل الأنثوي (female header) من المتحكم الدقيق بالدبابيس الموصلة الذكرية (male header pins) في مستشعر العضلات.بعد ذلك، قم بتثبيت الأقطاب الكهربائية في كابلات EMG. تم في هذه الدراسة ابتكار جهاز تحكم يعتمد على تخطيط كهربية العضلات. وتتم ملاحظة ثلاثة نطاقات مختلفة أثناء معايرة الجهاز.القيم عندما تكون اليد ثابتة، والقيم عندما تكون اليد متحركة، والقيم عندما يتم تحريك إصبع السبابة. يتم اختيار قيمة العتبة بحيث تقع فوق قيمة حركة اليد ودون قيمة تشنج الإصبع. إن قيمة العتبة القريبة من نطاق حركة اليد ستؤدي إلى زيادة احتمالية حدوث الإيجابيات الكاذبة ولكنها ستقلل من احتمالية السلبيات الكاذبة.أما القيمة العتبية الأكثر قرباً من نطاق شد الإصبع فستؤدي إلى نتيجة عكسية. بعد ذلك، يتم اختبار الأجهزة للكشف عن الإيجابيات والسلبيات الكاذبة عند اختبار العضلة المبعدة للسبابة. ويتم تسجيل نتيجة سلبية كاذبة عندما لا يتسبب الجهاز في تغيير الشريحة عند شد العضلة.بينما يتم تسجيل نتيجة إيجابية كاذبة عندما تتغير الشريحة دون حدوث شد، لم يواجه أي من الجهازين مشكلة في النتائج الإيجابية الكاذبة. وفي حين أن الجهاز mark one لم يسجل أي نتائج سلبية كاذبة خلال أول 45 دقيقة، فإن عدد النتائج السلبية الكاذبة يزداد بسرعة حتى الفشل التام للجهاز في الفترة ما بين 50 دقيقة وساعة من الرصد.وبالتالي، بينما ينجح كلا الجهازين في تحقيق أهدافهما المحددة، فإن الإصدار الثاني (mark two) أقل تكلفة وأكثر مرونة وأكثر موثوقية على مدار فترة الاختبار. وعند محاولة تنفيذ هذا الإجراء، من المهم وضع الأقطاب الكهربائية بشكل صحيح، وكذلك توخي الحذر عند اختيار قيمة العتبة الصحيحة. ويمكن إتمام بناء هذا الجهاز في غضون بضع ساعات.وبمجرد إتقان عملية إيجاد العتبة، يمكن إعداد الجهاز لمستخدم جديد في غضون دقائق. ومنذ تطويره، استُخدم هذا الجهاز كأساس للعديد من مشاريع الطلاب، وكذلك كمكون أساسي في جهاز مخصص للمرضى. ولا تنسَ أن التعامل مع التيار الكهربائي الرئيسي قد يكون خطيراً للغاية.يجب فصل الأجهزة عن مصدر الطاقة الرئيسي قبل ملامسة الجلد للجهاز.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

الهندسة الحيوية

نستخدم حلقة مغلقة ذبابة الجهاز واجهة لتحقيق المبادئ العامة التي تحكم في الخلايا العصبية.

على منهاج تجريبي لدراسة الأداء حلقة مغلقة من الدماغ والآلة واجهات

المصدر: Batra، V.، et al. طريقة عامة لتقييم تأثيرات التحفيز العميق للدماغ على الإدارة الذاتية للميثامفيتامين في الوريد. J. Vis. Exp. (2016).يوضح هذا الفيديو نموذجا للفئران لإدمان المخدرات حيث يدير الميثامفيتامين عن طريق الوريد بالضغط على رافعة ، مما يؤدي إلى سلوك إلزامي للبحث عن المخدرات مدفوعا بإفراز الدوبامين في النواة المتكئة. لمواجهة ذلك ، يخضع الجرذ لتحفيز عميق للدماغ (DBS) عبر قطب كهربائي ثنائي القطب مزروع ، مما يوفر نبضات عالية التردد لتثبيط الخلايا العصبية مفرطة النشاط في النواة المتكئة.

التحفيز العميق للدماغ كعلاج لإدمان المخدرات في نموذج الفئران

المصدر: Zhao, Z. et al. طريقة غازية لتنشيط التلفيف المسنن للفأر عن طريق التحفيز عالي التردد. J. Vis. Exp. (2018)يوضح هذا الفيديو بروتوكول توصيل التحفيز العميق للدماغ عالي التردد إلى التلفيف المسنن في الحصين ، مع توضيح آثاره على تنشيط الخلايا العصبية ، واللدونة المشبكية ، وتكوين الخلايا العصبية.

تحفيز عالي التردد لتعزيز تنشيط الخلايا العصبية وتكوين الخلايا العصبية في التلفيف المسنن للفأر

يوضح هذا الفيديو تقنية لزرع مجموعة قطب كهربائي في دماغ الفأر. تحتوي المجموعة على أقطاب كهربائية ثنائية القطب لتسجيل النشاط من الحصين وقطب مرجعي للحصول على نشاط خط الأساس من المخيخ. يتم وضع الماوس المخدر على إطار تجسيمي ، ويتم زرع مجموعة القطب الكهربائي في منطقة الدماغ المستهدفة. ثم يسمح للحيوان بالتعافي قبل إجراء التسجيل الفيزيولوجي الكهربي.

زرع مجموعة قطب كهربائي في دماغ الفأر للتسجيل الفيزيولوجي الكهربي

تسمح الناقلات في أغشية الخلايا بالفصل التفاضلي للأيونات عبر أغشية الخلايا أو طبقات الخلايا وتلعب أدوارا حاسمة أثناء فسيولوجيا الأنسجة وإصلاحها وعلم الأمراض. نصف القطب الكهربائي الدقيق ذاتي المرجع الانتقائي للأيونات الذي يسمح بقياس تدفقات أيونية محددة في الخلايا والأنسجة المفردة في الجسم الحي.

قياس خارج الخلية ايون تدفقاتها باستخدام ايون انتقائية مسرى مكروي تقنية الرجوع الذاتي

تصف هذه المقالة توصيل التحفيز الكهربائي داخل الجمجمة المنفصل زمانيا ومكانيا عن بيئة تعاطي المخدرات لعلاج إدمان الميثامفيتامين الوريدي.

طريقة عامة لتقييم الأثر العميق تحفيز الدماغ على الوريد الميثامفيتامين الإدارة الذاتية

توضح هذه المقالة تقنية لتطبيق محفزات vibrotactile في الفخذ أحد المشاركين البشري، وقياس دقة وفترة رد الفعل استجابة المشاركين الإرادية لمجموعات مختلفة من موقع التحفيز والتردد.

منهج في تقييم توقيت ودقة الردود الإرادية للسيارات لVibrotactile المحفزات

يعد تطوير استراتيجيات صقل جديدة لفئران المختبر مهمة صعبة تساهم في تحقيق مبدأ 3R. يقدم هذا البروتوكول تدريب الفرس كبرنامج إثراء معرفي لفئران المختبر.

إدخال الفرس التدريب باعتباره إثراء المعرفي للمختبر الفئران

نماذج حيوانية لزرع cochlear يمكن النهوض بمعرفة الأسس التكنولوجية لعلاج فقدان السمع الحسي الدائمة مع التحفيز الكهربائي. تقدم هذه الدراسة بروتوكول جراحية يصم الأذان الحادة وزرع cochlear صفيف القطب في الفئران، فضلا عن التقييم الوظيفي مع استجابة جذع الدماغ السمعية.

جراحة زرع cochlear وتسجيلات استجابة جذع الدماغ السمعية أثارت كهربائياً في الفئران C57BL/6

يصف هذا التقرير طرق توليد نموذج لصرع الفص الصدغي بناء على الإشعال الكهربائي للفئران المعدلة وراثيا VGAT-Cre. قد تكون فئران VGAT-Cre المشابهة مفيدة في تحديد أسباب الصرع وفحص العلاجات الجديدة.

تحضير وزرع أقطاب كهربائية لفئران VGAT-cre المشتعلة كهربائيا لتوليد نموذج لصرع الفص الصدغي

اكتشف كيفية بناء جهاز تحكم لاسلكي مخصص يعتمد على تقنية تخطيط العضلات الكهربائية للتحكم في العروض التقديمية. يوفر هذا الجهاز حلاً فعالاً من حيث التكلفة لتطبيقات التكنولوجيا المساعدة.

الفرس بيونيك الاحتفال الأول والثاني

استكشف المزيد من الفيديوهات