Un método para evaluar puntualidad y la exactitud de las respuestas Volitiva Motorizados para vibrotáctil Estímulos

Summary

En este artículo se describe una técnica para la aplicación de estímulos vibrotáctiles en el muslo de un participante humano, y midiendo el tiempo la precisión y la reacción de la respuesta volitivo del participante para diversas combinaciones de ubicación estimulación y frecuencia.

Abstract

Los sistemas de retroalimentación sensorial artificial (ASF) se pueden utilizar para compensar la pérdida de propiocepción en individuos con discapacidades de las extremidades inferiores. El diseño efectivo de estos sistemas ASF requiere una comprensión profunda de cómo los parámetros de un mecanismo de retroalimentación específico afectan la percepción y la reacción del usuario a los estímulos. Este artículo presenta un método para aplicar estímulos vibrotáctiles a participantes humanos y medir su respuesta. Los motores vibratorios de masa giratoria se colocan en ubicaciones predefinidas en el muslo del participante y se controlan a través de hardware y software personalizados. La velocidad y la precisión de las respuestas volitivas de los participantes a los estímulos vibrotáctiles se miden para las combinaciones especificadas por el investigador de la ubicación del motor y la frecuencia de vibración. Mientras que el protocolo descrito aquí utiliza pulsadores para recoger una respuesta binaria simple a los estímulos vibrotáctiles, la técnica puede extenderse a otros mecanismos de respuesta utilizando unidades de medición inercial o sensores de presión para medir el ángulo de la unión y las relaciones de soporte de peso, respectivamente. Del mismo modo, se puede explorar la aplicación de estímulos vibrotáctiles para segmentos corporales distintos del muslo.

Introduction

retroalimentación sensorial Artificial (ASF) se puede definir como la práctica de proporcionar información biológica en tiempo real a los individuos, a menudo la compensación de la propiocepción comprometida u otro mecanismo sensorial. ASF se ha utilizado durante mucho tiempo en el ámbito de la rehabilitación de las personas heridas o discapacitadas para ayudar en la recuperación de los aspectos de la función física y el movimiento ^{de 1 - 3,} lo que permite a las personas controlar los procesos físicos que una vez fueron una respuesta involuntaria del sistema nervioso autónomo ^4. Una subcategoría de pes....

Protocol

El siguiente protocolo fue aprobado por el Consejo de Ética de Investigación en Holanda Bloorview hospital de la rehabilitación de los niños.

1. Motor de calibración

1. Conectar la placa microcontrolador al ordenador mediante un puerto USB.
2. Usando el software microcontrolador original, cargar el script personalizado, "Motor_and_AccelerometerTest.ino" a la placa mediante la conexión USB haciendo clic en el icono "Subir", denotado por la flecha hacia la derecha con un círculo.
   1. Asegúrese de que el nivel de vibración se pone a cero para poner el motor en la posición de apagado mediante el comando "analogWrite". El código debe dec....

Results

La figura 4 ilustra las curvas de calibración que identifican el valor de PWM para una frecuencia de vibración 180 Hz de un solo motor. A partir de un ciclo de trabajo del 50%, los valores de PWM son iterados hasta que el pico de frecuencia primaria se produce a 180 Hz. ensayos de calibración exitosas deben mostrar un pico claro en la frecuencia de vibración primaria. Mala fijación del acelerómetro al motor, o del motor a una superficie de soporte puede resultar en una FFT más difusa sin un pico claro. .......

Discussion

El objetivo de este protocolo es proporcionar el marco para evaluar los parámetros de estimulación en aplicaciones ASF vibrotactile. En concreto, se examinan los efectos de la frecuencia de vibración, la amplitud, la ubicación y la secuencia en respuesta sensomotora usuario. Este marco se puede construir y ampliado para incorporar tipos adicionales o alternativos de respuesta del usuario que puede ser más clínicamente relevante, como doblar una articulación o cambiar el peso de una pierna a otra. Estos tipos de cambios .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Motores de localizadores vibratorios	microaccionamientos de precisión	modelo 310-101	motores de masa rotativa excéntrica de monedas. Tantas como sea necesario para probar todas las ubicaciones e interacciones de interés
Acelerómetro de tres ejes	Dimension Engineering	ADXL 335	Acelerómetro analógico avanzado. 500  Ancho de banda Hz, 3.5-15  Entrada V. Diseñado para la medición de movimiento, inclinación y pendiente, así como para la detección de vibraciones y golpes.
Arduino Uno	Arduino	DEV-11021 Placa de	microcontrolador para comunicarse con el acelerómetro de tres ejes
Arduion Mega 2560	Arduino	DEV-11061	Placa de microcontrolador para interactuar con los motores de vibración.
LabVIEW	National Instruments		Software de adquisición de datos utilizado para controlar motores y mostrar señales de acelerómetro
Arduino IDE Software	Arduino	v. 1.6.5
Push-Button		Bridges Buddy Button	Interruptor cableado con un 2.5  pulgadas/6.35  Superficie de activación CM que proporciona un clic auditivo y retroalimentación táctil.
Opcional:
Controlador de motor háptico dedicado	Texas Instruments	DRV2605L	Se puede utilizar para reemplazar todo el circuito de amplificación descrito en el Paso 1.
Goniómetro portátil flexible	Biometrics Ltd.	SG110	Goniómetros flexibles de doble eje para medir ángulos en hasta dos planos de movimiento que se pueden utilizar en lugar del botón pulsador para medir el movimiento de las articulaciones en respuesta a estímulos. www.biometricsltd.com/gonio.htm