שיטה להערכת עתוי דיוק של תגובות מוטוריות רצוניות כדי Vibrotactile גירויים

המטרה הכוללת של פרוטוקול ניסיוני זה היא להעריך באיזו מהירות ודיוק אדם יכול להגיב לסוגים ספציפיים של גירויים רטטים. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום הנדסת השיקום כגון איזה סוג של מידע חושי ניתן להעביר באמצעות משוב רטט ומהי הדרך הטובה ביותר לייצג מידע חושי באמצעות אותות רטט. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שהיא גמישה מאוד ליישומי ביו פידבק שונים וניתנת להתאמה בקלות לשימוש עם מגוון חיישנים ביולוגיים כגון חיישני לחץ למדידת כוח תגובה, או גוניומטרים למדידת זוויות מפרקים.

למרות ששיטה זו מספקת תובנה לגבי האופן שבו אנשים מגיבים לרטטים החלים על אזורים ספציפיים בירך, ניתן להרחיב אותה גם לאזורים אחרים בגוף. על ידי בדיקת תצורות מישוש שונות, אנו יכולים להבין טוב יותר אילו סוגי מידע ניתן להעביר באמצעות משוב ביולוגי. מי שידגים את ההליך הזה יהיה סם שי, סטודנט לתואר שני במעבדה שלנו.

התחל את כיול המנוע על ידי חיבור לוח המיקרו-בקר הגדול למחשב באמצעות יציאת USB. בתוך תוכנת המיקרו-בקר המקורית, לחץ על סמל ההעלאה המסומן על ידי החץ ימינה המוקף בעיגול כדי להעלות את הסקריפט המותאם אישית motor_test. ino ללוח באמצעות חיבור ה-USB.

לאחר מכן חבר את יציאת ציר Z של מד התאוצה התלת-צירי לאחת מיציאות הכניסה האנלוגיות של לוח המיקרו-בקר הקטן יותר. חבר את המוליכים החיוביים והקרקעיים ממד התאוצה ליציאות בורג הירך וההארקה של לוח המיקרו-בקר בהתאמה. לאחר מכן, התקן את מד התאוצה על המנוע הרוטט וודא שציר ה-z שלו אורתוגונלי למשטח השטוח של המנוע ולאחר מכן הנח את המנוע על משטח קשיח.

פתח את motor_calibration. vi file בתוכנת שאלת הנתונים וחבר את המיקרו-בקר הקטן יותר של מד התאוצה למחשב דרך יציאת USB. לאחר מכן, באמצעות השדות המסופקים, ציין את היציאה הטורית עבור כניסת המיקרו-בקר וכן את קצב הדגימה של 500 הרץ ו-1000 דגימות לאיסוף.

באמצעות תצוגת הטרנספורמציה המהירה 48 בממשק motor_calibration. vi זהה את השיא הגדול ביותר ורשום את ערך תדר הרטט המתאים. חזור על כל השלבים עד כה וכן הקלט ידנית את הדופק עם יחסי תדר מאופנן או PWM עבור כל מנוע.

לאחר מכן פתח את הניסוי1. vi file עבור כל מנוע. לחץ לחיצה ימנית על תפריט התדירות הנפתח ובחר נכס.

תחת הכרטיסייה עריכת פריטים, השתמש בטבלה כדי להזין את התדרים הרצויים ואת רמות ה-PWM המתאימות. בחר אישור כדי לצאת. לבסוף, לאחר כיול כל המנועים, השתמש בסרט דו צדדי כדי להרכיב כל אחד מהם לירך.

הנח באופן ספציפי מנוע אחד על כל אחד מהמשטחים הקדמיים, האחוריים, המדיאליים והרוחביים של הירך בערך באמצע הדרך בין הטרוכנטר הגדול יותר לקונדיל הירך הרוחבי. כדי להתחיל את הניסוי הראשון, חבר את כפתור הלחיצה ישירות לאחת מיציאות ה-USB של המחשב באמצעות מחבר טורי ל-USB וודא שכל מנהלי ההתקנים הנדרשים מותקנים. פתח את הניסוי1.

VI ובחר את file כדי להקליט את התוצאות. לאחר מכן, השתמש בתפריטים הנפתחים בממשק התוכנה כדי לבחור את יציאות הקלט של כפתור הלחיצה ותדרי המנוע. הפעל את התוכנית.

כאשר המשתתף מרגיש רטט, בקש ממנו ללחוץ על כפתור הלחיצה עם הרגל שבה מופעל המשוב. לאחר לחיצה על הכפתור, אשר את התגובה בממשק תוכנת רכישת הנתונים על ידי ציון שהשעון הפסיק לספור. לבסוף בחר את קבוצת התדרים החדשה מהתפריטים הנפתחים כדי לאפס את המנועים לניסיון הבא.

התחל את הניסוי השני על ידי חיבור כפתור לחיצה שני ליציאת USB אחרת באמצעות מחבר USB טורי. לאחר מכן פתח את הניסוי2. vi ממשק רכישת נתונים.

על מנת לבחון את רגישות התדר בחלקים שונים של הרגל הנח מנוע יחיד על הירך באמצע הדרך בין הטרוכנטר הגדול יותר לקונדיל הירך הצדדי על כל אחד מהמשטחים הקדמיים, האחוריים, הצדדיים והמדיאליים. לאחר מכן לחץ על סמלי המנוע בממשק התוכנה כדי לבחור מנועים ספציפיים להפעלה וכן את רצף התדרים הרצוי. כדי לבחון את רגישות המשתמש, לתדרים ב-140 הרץ, 180 הרץ ו-220 הרץ מתחילים בבחירת שילוב יחיד.

לדוגמא 180 הרץ ואחריו 140 הרץ. הזן את זמן ההמתנה וזמן המנוע. לאחר מכן הפעל את התוכנית.

כדי לבדוק שילובי תדרים אחרים, בחר בדיקת תדרים חדשה כגון 220 הרץ, ואחריה 180 הרץ והפעל מחדש את התוכנית. לבסוף, בקשו מהמשתתף ללחוץ על אחד משני כפתורי הלחיצה כדי לבחור אם התדר הנתפס השני גבוה או נמוך יותר מהראשון, ולהתבונן בתגובות שנרשמות אוטומטית על ידי התוכנית. התוצאות של הטרנספורמציה המהירה של 48 של נתוני התאוצה מוצגות כאן עבור מנוע יחיד שעובר כיול.

ארבעה שבילים נערכו כדי לזהות את רמת ה-PWM המתאימה לרטט של 180 הרץ. כאשר משווים אנשים בעלי כושר גופני לשלושה אנשים עם קטיעות טרנס-פמורליות, זמני התגובה של אנשים בעלי כושר גופני ירדו משמעותית ככל שהתדירות עלתה מ-140 הרץ ל-220 הרץ. ואילו אלה של אנשים עם קטיעות לא.

לאחר שליטה, ניתן להשלים פרוטוקול זה תוך 30 דקות עד שעה, בהתאם למספר שילובי מיקום התדרים שנבדקו. בזמן ניסיון הליך זה, חשוב לוודא שהגששים שומרים על קשר טוב עם הירך לאורך כל הניסויים. יש להקפיד לוודא שהעוקבים מאובטחים לפני כל ניסיון.

בעוד שהפרוטוקול המתואר כאן משתמש בלחצנים כדי לתעד את תגובת המשתמש, ניתן להרחיב את השיטה למנגנוני תגובה אחרים שהם רלוונטיים יותר מבחינה פיזיולוגית כמו כיפוף הברך. לאחר פיתוחה, שיטה זו סללה את הדרך לחוקרים בתחום או בהנדסת שיקום לחקור אסטרטגיות שונות להעברת מידע חושי ממגוון מקורות באמצעות משוב רטט באנשים בעלי כושר גופני כמו גם באלה עם קטיעות גפיים תחתונות. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד להעריך את המהירות והדיוק של תגובות המשתמש לשילובים שונים של תדירות ומיקום גירוי רטט.