August 14th, 2017
Um dispositivo foi criado para demonstrar o controle baseado em eletromiografia para uma audiência leiga. Depois do sucesso do dispositivo inicial, um segundo dispositivo foi feito com maior flexibilidade em termos de funcionalidade para fins de investigação e demonstração. Este protocolo descreve o processo de construção e calibração de ambos os dispositivos.
O objetivo geral deste procedimento é produzir e personalizar facilmente um dispositivo de disparo sem fio barato como uma plataforma para pesquisa de eletromiografia e dispositivos auxiliares sob medida. A eletromiografia é geralmente usada como uma entrada de controle para tecnologia segura. Como muitos ritmos exigem soluções específicas que são proibitivamente caras, desenvolvemos um dispositivo barato e fácil de personalizar.
Aqui, apresentamos dois sistemas de clicker biônico, marca um e marca dois, que permitiam ao usuário alterar o slide da apresentação acenando com o dedo indicador. Para iniciar este procedimento, construa a marca biônica conforme descrito no protocolo de texto. Para começar a construir a marca dois, coloque uma fileira de três pinos de cabeçalho no centro muscular nos orifícios positivo, negativo e de sinal de cima.
Em seguida, solde os pinos por baixo. Usando um alicate, dobre os heteropinos 90 graus. Se estiver usando o músculo abdutor indicus como entrada, remova o cabo de referência preto curto do sensor muscular.
Em seguida, use um alicate para cortar os três cabos EMG que vão do pulso até as costas da mão. Usando um descascador de fios, descasque uma extremidade de cada cabo. Coloque a extremidade descascada do fio traseiro no orifício R, o fio azul no orifício E e o fio vermelho no orifício M do sensor muscular.
Na parte inferior, solde os fios no lugar. Depois disso, corte oito fios multi-thread de núcleo único. Coloque e solde-os conforme descrito no protocolo de texto.
Coloque duas almofadas de sensor EMG em cada extremidade do músculo abdutor indicus. E a terceira almofada no meio das costas da mão. Em seguida, conecte os cabos do sensor azul e vermelho às almofadas acima do músculo e o cabo preto à almofada nas costas da mão.
A colocação dos eletrodos nos músculos abdutores do índice é a etapa mais crítica do procedimento, pois a colocação incorreta dos eletrodos pode causar muitos falsos positivos e muitos falsos negativos no dispositivo. Em mãos menores, pode ser impossível colocar corretamente os eletrodos. Para começar a testar a saída EMG, baixe todos os arquivos necessários e configure o microcontrolador conforme descrito no protocolo de texto.
Em seguida, desconecte o computador da rede elétrica. Usando um cabo USB, conecte o microcontrolador ao computador. Carregue a versão relevante do teste de limite para o microcontrolador.
Em seguida, abra o monitor serial para exibir a saída EMG. Mova o dedo indicador da mão de um lado para o outro, registrando os valores exibidos. Mova a mão sem mover o dedo indicador e registre os valores exibidos.
Depois disso, selecione um valor acima do que foi visto quando a mão foi movida, mas abaixo da cena em que o dedo indicador sozinho foi movido. Selecionar o valor limite é crítico, pois se for muito baixo, você obterá muitos falsos positivos. E se for muito alto, você obterá muitos falsos negativos.
Esteja ciente de que a fadiga do músculo e o movimento dos fios também podem afetar o valor do EC.To iniciar o limite de teste, baixar, editar e carregar o código correto, conforme descrito no protocolo de texto. Em seguida, mova a mão sem mover o dedo indicador. Certifique-se de que nada seja exibido na saída serial.
Em seguida, mova o dedo indicador de um lado para o outro. Para começar, quebre a trilha de cobre na placa de tira com um bisturi. E coloque três resistores de 10 kilo ohm na placa de controle.
Em seguida, coloque um interruptor deslizante e dois interruptores de botão. Solde-os na parte inferior da placa. Usando um alicate, corte os fios que foram previamente soldados ao microcontrolador de forma que os fios possam passar pela camada intermediária da caixa do microcontrolador até a placa de controle sem impedir que a caixa feche.
Depois disso, coloque os fios na placa de controle conforme descrito no protocolo de texto, soldando os fios no lugar. Para começar, remonte o clicker biônico, conectando o conector do conector do microcontrolador ao sensor muscular. Usando um cabo USB, conecte o microcontrolador ao computador.
Depois de baixar o arquivo relevante, edite o código substituindo o texto do espaço reservado pelo valor de gatilho de limite determinado. Em seguida, desconecte o cabo USB para desconectar o microcontrolador do computador. Depois de conectar o dispositivo a um computador, teste o clicker com o software de apresentação levantando o dedo indicador para progredir nos slides.
Para começar a montar o clicker, corte o material de gancho e laço de dupla face para que tenha 35 metros de largura e comprimento suficiente para envolver o pulso. Em seguida, deslize o material de gancho e laço pelos clipes na parte inferior do estojo. Conecte o conector fêmea do microcontrolador nos pinos do conector macho no sensor muscular.
Em seguida, prenda os eletrodos nos cabos EMG. Neste estudo, um dispositivo de controle baseado em eletromiografia é criado. Três faixas diferentes são observadas durante a calibração do dispositivo.
Os valores quando a mão está parada, os valores de quando a mão está se movendo e os valores de quando o dedo indicador é movido. O valor limite é selecionado para ficar acima do valor de movimento da mão e abaixo do valor de tensão do dedo. Um valor limite mais próximo do alcance da mão em movimento terá uma chance maior de falsos positivos, mas uma redução em possíveis falsos negativos.
Um valor limite mais próximo da faixa de tensão do dedo experimentará o oposto. Os dispositivos são então testados quanto a falsos positivos e negativos ao testar o músculo abdutor indicus. Um falso negativo é registrado quando o dispositivo não aciona uma mudança de deslizamento quando o músculo está tenso.
Enquanto um falso positivo é registrado quando um slide é alterado quando não ocorre tensão. Nenhum dos dispositivos teve problemas com falsos positivos. Embora o dispositivo mark one não experimente falsos negativos durante os primeiros 45 minutos, o número de falsos negativos aumenta rapidamente até a falha total do dispositivo entre 50 minutos e uma hora de visualizações.
Assim, embora ambos os dispositivos tenham sucesso em seus objetivos declarados, o Mark Two é mais barato, mais flexível e mais confiável ao longo dos testes. Ao tentar este procedimento, é importante colocar corretamente os eletrodos e também ter cuidado ao selecionar o valor limite correto. A construção deste dispositivo pode ser feita em poucas horas.
E uma vez que a localização do limite é dominada, ele pode ser configurado para um novo usuário em minutos. Desde o seu desenvolvimento, este dispositivo tem sido usado como base de vários projetos de alunos, bem como o componente principal em um dispositivo personalizado para o paciente. Não se esqueça de que trabalhar com a eletricidade principal pode ser extremamente perigoso.
E desconectar os dispositivos da fonte principal deve ser feito antes de qualquer contato com a pele do dispositivo em que é feito.
Este estudo apresenta o desenvolvimento de dois dispositivos de controle baseados em eletromiografia projetados para fins de demonstração e pesquisa. Os dispositivos permitem que os usuários controlem apresentações através de sinais musculares, apresentando uma solução econômica e personalizável para aplicações de eletromiografia.
Electromyography (EMG)-based control systems, as exemplified by the Bionic Clicker Mark I & II, offer a customizable and cost-effective platform for early-stage device prototyping in neuromuscular interface research. These systems enable precise signal acquisition and threshold-based event triggering, supporting robust hypothesis testing and functional validation in translational device development. Their adaptability and direct EMG data transmission facilitate rapid iteration and cross-functional integration in R&D pipelines.
The Bionic Clicker workflow integrates from early discovery through device screening and preclinical prototyping, supporting iterative optimization and cross-team standardization.