Caractérisation du sens de l’Agence sur les Actions de Neural-machine Interface commande prothèses

Résumé

Nous présentons ici un protocole qui caractérise le sens de l’agence mis au point pour le contrôle de sensorielles mains prothétiques virtuels ou robotiques. Psychophysiques questionnaires sont utilisés pour rendre l’expérience explicite de l’agence, et estimations d’intervalle de temps (liaison intentionnelle) sont employées pour mesurer implicitement le sens de l’Agence.

Résumé

Cet ouvrage décrit un cadre méthodologique qui peut être utilisé pour explicitement et implicitement caractériser le sens de l’agence mis au point sur le contrôle neural-machine interface (NMI) de sensorielles mains prothétiques virtuels ou robotiques. La formation de l’Agence est fondamentale pour distinguer les actions que nous effectuons avec nos membres comme étant notre propre. En s’efforçant d’intégrer les avancées des prothèses du membre supérieur dans ces mêmes mécanismes perceptifs, nous pouvons commencer à intégrer plus étroitement une prothèse cadre cognitif actuel de l’utilisateur pour le contrôle de la branche. Ceci a des implications importantes pour promouvoir l’acceptation par l’utilisateur, l’utilisation et un contrôle efficace des avancées prothèses du membre supérieur. Dans ce protocole, participants contrôlent une main prothétique virtuelle et rétroaction sensorielle kinesthésique à travers leurs INM préexistants. Exécute une série de tâches de préhension virtuels et perturbations sont systématiquement introduites dans les réactions kinesthésique et les mouvements de main virtuelle. Deux mesures distinctes d’agence sont employés : mis en place des questionnaires psychophysiques (pour capturer l’expérience explicite de l’Agence) et un intervalle de temps estiment tâche pour capturer le sens implicit de l’Agence (liaison intentionnelle). Résultats du présent protocole (scores du questionnaire et l’intervalle de temps estime) peuvent être analysées afin de quantifier le degré de formation de l’Agence.

Introduction

Comme les prothèses robotiques deviennent de plus en plus avancées, l’importance de la rétroaction sensorielle pertinente va continuer à croître. La rétroaction sensorielle influe sur les humains perçoivent, interagissent avec et même intègrent les machines dans leur schéma de corps. Les techniques récentes de NMI peuvent maintenant fournir membre utilisateurs contrôle intuitif et atteindre des sensations associées à touchent^{1,2,3,4,5,6 , 7}

Protocole

Ce protocole a été déjà approuvé et conforme aux lignes directrices du comité de déontologie de la recherche humaine de la clinique de Cleveland.

1. matériels et logiciels de l’INM

1. Définir chaque participant individuel contrôle NMI et rétroaction afin que lorsqu’ils tentent d’effectuer un mouvement, ils voient et qu’ils sentent une prothèse virtuelle terminer ce mouvement.
   1. Générer un percept kinesthésique de main par le biais NMI du participant et capturer la cinématique du mouvement perçu en ayant le participant de démontrer ce qu’ils ressentent à l’aide de leur main intacte.
      NOTE : Techniques pour caractériser la ciné....

Résultats

Le protocole expérimental a été réalisé avec trois participants amputé d’une prothèse virtuel sensorielles via leur NMI⁸ (Figure 1). La configuration utilisée une main virtuelle contrôlable par participant, se déplaçant à travers des profils cinématiques préprogrammées à l’aide de la MuJoCo HAPTIX de moteur physique³¹. La main virtuelle était affichée sur un écran horizontal devant les participants à un.......

Discussion

Ici, un cadre méthodologique est présenté afin de caractériser l’expérience de l’agence formé lors de l’utilisation des prothèses sensorielles via INM. Dans ce contexte, l’Agence est particulièrement pertinent car il comble des mesures physiques pour les processus cognitifs de fond qui façonnent la perception. Grâce à d’un participant prothèse et NMI, nous avons un accès direct à un certain nombre d’éléments clés à établir le sens de l’Agence : intention, puissance moteur et sensation de mouvement. D’importance .......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
LabVIEW 2015, Service Pack 1, Version 15.0.1f2 64 bits	National Instruments, Austin, TX, États-Unis	Version complète ou Pro Nous	avons écrit des logiciels personnalisés dans LabVIEW pour coordonner le contrôle de la prothèse virtuelle avec retour kinesthésique, ainsi que pour présenter les conditions expérimentales et enregistrer les données.
8 emplacements, châssis USB CompactDAQ	National Instruments, Austin, TX, États-Unis	cDAQ-9178
± ; 60 V, 800 kéch./s, 12 bits, 8 voies, module d’entrée de tension de la série C	National Instruments, Austin, Texas, États-Unis	NI-9221
100 kéch./s/ch Simultané, ± ; Module de sortie de tension 10 V, 4 voies de la série C	National Instruments, Austin, TX, États-Unis	NI-9263
Tactor kinesthésique portable personnalisé	HDT Global, Solon, OH, USA	N/A	Cet article a été fabriqué sur mesure. D’autres méthodes de rétroaction kinesthésique sont acceptables tant que le participant ressent la sensation de la main bougeant en temps réel avec les mouvements de la main virtuelle.
MuJoCo Physics Engine, HAPTIX Version	Roboti LLC, Redmond, WA, USA	mjhaptix150	versions plus récentes de MuJoCo devraient également être acceptables. Nous avons utilisé le modèle MPL Gripper.
Électrodes Myobock, alimentées par Otto Bock EnergyPack dans le réceptacle de batterie MyoBoy	Ottobock, Duderstadt, Allemagne	Électrodes : 13E200=60 Batterie : 757B21 Prise de batterie : 757Z191=2	Toute configuration qui fournit un signal EMG ou de contrôle neuronal amplifié, filtré et corrigé peut être utilisée.