Pomiar stabilności przestrzennej w chwycie precyzyjnym

Aby uzyskać pełne zrozumienie kontroli siły chwytu podczas chwytania, ważne jest, aby ocenić kierunek siły działającej na palec. Proponujemy nową, prostszą technikę pomiaru stabilności przestrzennej w precyzyjnym chwytaniu, aby ocenić kierunek siły palca w warunkach klinicznych. Procedurę zademonstruje Ryoto Teshima, doktorant z naszego laboratorium.

Przed rozpoczęciem analizy podłącz dwa połączeniowe czujnika do portów USB komputera i pociągnij dźwignię dołączoną do jednego złącza czujnika, aby umożliwić włożenie zaczepu czujnika do gniazda wkładania. Przywróć dołączoną dźwignię do jej pierwotnego położenia i otwórz oprogramowanie czujnika w komputerze. Jeśli arkusze czujników są prawidłowo połączone, na monitorze pojawią się mapy rozkładu ciśnienia w czasie rzeczywistym.

Aby wyregulować ciśnienie, włóż obszary wykrywania arkusza czujnika jeden po drugim do zestawu sprężarki i włącz zawór powietrza sterownika sprężarki. Rozpocznij wywieranie ciśnienia i dostosuj regulator do odpowiedniej wartości obciążenia. Podczas wywierania nacisku wybierz opcję Narzędzia i równoważenie, a następnie kliknij przycisk Równowaga1 i rozpocznij w oknie dialogowym równoważenia.

Kolor równowagi okna powinien zmienić się na szary. Na końcu równoważenia wybierz Zapisz plik równania, wprowadź nazwę pliku i kliknij Zapisz, aby zapisać równoważenie. Kliknij przycisk OK.

Wybierz Narzędzia i kalibracja i kliknij przycisk Dodaj, aby wprowadzić wartość obciążenia w niutonach w polu Przyłożona siła. Kliknij przycisk Start i sprawdź wynik kalibracji, aby potwierdzić, że kalibracja została przeprowadzona poprawnie. W tym przypadku wartość Newtona wynosi 134,33, a wartość załadowanych komórek odpowiada wartości używanych arkuszy czujników.

Następnie kliknij przycisk SaveCal. Plik, wprowadź nazwę pliku i kliknij przycisk Zapisz, aby zapisać kalibrację. Umieść kawałki dwustronnej taśmy o długości od trzech do pięciu milimetrów na każdym z czterech rogów żelaznej kostki.

Użyj taśmy, aby przymocować wrażliwe na nacisk części dwóch arkuszy czujników po obu stronach żelaznej kostki i umieść żelazną kostkę na stojaku do ustawiania na stole. Skonfiguruj urządzenia do pomiaru. Następnie otwórz pliki równoważenia i kalibracji w oprogramowaniu.

Po zaaranżowaniu środowiska pomiarowego należy wybrać w oprogramowaniu Opcje i Parametry akwizycji. W oknie dialogowym Parametr pozyskiwania danych wprowadź wartość 36 000 w polu Klatki filmu, 0,01 w polu Okres i 100 w polu Częstotliwość, a następnie kliknij przycisk OK. Aby wykonać pomiar, poproś uczestnika, aby usiadł przed stołem i dostosował wysokość stołu do zgięcia stawu barkowego uczestnika o zero stopni i pozycji zgięcia stawu łokciowego pod kątem 90 stopni.

Ustaw żelazną kostkę i podstawkę w odległości 30 centymetrów od uczestnika, w środkowej płaszczyźnie strzałkowej na stole i przetrzyj miazgę palca uczestnika wacikiem nasączonym alkoholem lub chusteczką. Poinstruuj uczestnika, aby użył minimalnej siły kciukiem i palcem wskazującym, chwycił obie strony żelaznej kostki, do której przymocowane są arkusze czujników, i podniósł kostkę około pięciu centymetrów ponad podstawkę do ustawiania. Przytrzymaj go przez pięć do siedmiu sekund, zanim umieścisz go z powrotem na stojaku do ustawiania.

Gdy uczestnik będzie gotowy, kliknij opcję Zapis i trajektoria środka siły, aby monitorować środek nacisku w oprogramowaniu i dać mu wskazówkę do rozpoczęcia zadania. Po zakończeniu zadania kliknij przycisk Zatrzymaj i zapisz nagrane dane filmu. Aby ocenić wykonanie zadania w obecności zakłóceń wizualnych, najpierw pozwól uczestnikowi dotknąć czujników bez przekraczania 0,5 niutona nacisku, a następnie poinstruuj uczestnika, aby zamknął oczy i użył minimalnej siły kciukiem i palcem wskazującym, aby podnieść żelazną kostkę około pięciu centymetrów nad podstawką do ustawiania.

Następnie przytrzymaj kostkę przez pięć do siedmiu sekund, zanim umieścisz ją z powrotem na podstawce do ustawiania. Aby ocenić wykonanie zadania w obecności zakłóceń poznawczych, poinstruuj uczestnika jako zadanie obliczeniowe, stale odejmuj siedem od 100 tak dokładnie, jak to możliwe, używając minimalnej siły kciukiem i palcem wskazującym, aby podnieść żelazną kostkę około pięciu centymetrów nad podstawką do ustawiania, na pięć do siedmiu sekund, przed umieszczeniem jej z powrotem na stojaku do ustawiania. Aby ocenić wykonanie zadania w przypadku przeciwległej ingerencji w ruch ręki, umieść tablicę z kołkami w odległości 30 centymetrów od uczestnika, obok żelaznej kostki w środkowej płaszczyźnie strzałkowej i umieść odpowiedni rozmiar i liczbę kołków, zgodnie z trudnością zadania.

Następnie poinstruuj uczestnika, aby manipulował żelazną kostką przy użyciu minimalnej siły za pomocą kciuka i palca wskazującego oraz aby jedną ręką podniósł i przytrzymał żelazną kostkę około pięciu centymetrów nad podstawką, podczas gdy drugą ręką odwrócił kołki. Aby przeanalizować siłę uchwytu, otwórz plik filmowy do analizy w oknie dialogowym. Gdy pojawi się zarejestrowana mapa rozkładu ciśnienia, kliknij opcję Widok wielu okien, aby otworzyć okno wykresu.

Zlokalizuj punkt w czasie, w którym obciążenie zaczyna być przykładane w każdym podnośniku i zanotuj czas w odniesieniu do wykresu. Zapisz dane siły uchwytu w formacie ASCII i otwórz plik filmowy. Zlokalizuj w arkuszu kalkulacyjnym numer ramy, przy której obciążenie zaczęło być przykładane w każdym podniesieniu, i zanotuj numer ramy w odniesieniu do punktu czasowego, w którym obciążenie zostało przyłożone.

Następnie oblicz całkowitą siłę uchwytu użytą w zakresie, która jest sumą wartości z zastosowanej komórki. Aby przeanalizować środek ciśnienia, otwórz plik filmowy do analizy, aby wyświetlić trajektorię środka ciśnienia na mapie rozkładu ciśnienia. Gdy zarejestrowana mapa rozkładu ciśnienia jest aktywna, kliknij przycisk Odtwórz do przodu, aby odtworzyć film.

Kliknij przycisk Zatrzymaj i przesuwaj klatka po klatce, aż na mapie rozkładu ciśnienia zacznie pojawiać się klatka, w której zaczyna pojawiać się środek nacisku. Zanotuj numer klatki i zapisz dane środka nacisku w formacie ASCII, upewniając się, że wybrano opcję Center of Force (Środek siły) i Whole Film (Cały film). Otwórz plik z filmem i znajdź numer klatki, przy którym zaczyna pojawiać się środek nacisku w każdym podniesieniu w arkuszu kalkulacyjnym, w odniesieniu do zanotowanego numeru klatki.

Następnie oblicz długość trajektorii środka nacisku między klatkami. Pokazano tutaj trajektorie środka nacisku i ślady siły chwytu dominującego palca wskazującego, w pojedynczych i podwójnych zadaniach dla reprezentatywnych młodych i starszych dorosłych. W tej reprezentatywnej analizie siła chwytu wzrastała w interferencji ruchu ręki po drugiej stronie, podczas gdy trajektorie środka nacisku miały tendencję do zmniejszania się.

Pamiętaj, aby poinformować, że uczestnicy powinni używać minimalnej siły podczas wykonywania zadań. W przeciwnym razie będą miały tendencję do używania stosunkowo dużej siły chwytu, aby uniknąć niestabilności przestrzennej.