Здесь мы представляем протокол, который характеризует чувство агентства разработали контроля над чувственных виртуальный или роботизированной протеза руки. Психофизической вопросники используются для захвата явные опыт Агентства, и рассчитанное время интервала (преднамеренного привязки) работают косвенно измерить чувство агентства.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Характеристика чувство агентства над действиями нейронных машина работает интерфейс протезы
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Эта работа описывает методологической основы, которая может использоваться для явно и неявно характеризуют чувство агентства разработали нейронные машинного интерфейса (NMI) контроля над чувственных виртуальный или роботизированной протеза руки. Создание агентства является основополагающим в отличительный действия, которые мы проводим с нашими конечностей, как наши собственные. Стремясь включить расширенные протезы верхних конечностей в эти же механизмы восприятия, мы можем начать более тесно интегрировать протеза пользователя существующих когнитивной основы для контроля конечности. Это имеет важные последствия в продвижении приемочного, использования и эффективного контроля над передовых протезы верхних конечностей. В этом протоколе участники контролировать виртуальный протезы рук и получать кинестетические сенсорной обратной связи через их существующих НМИ. Ряд виртуальных схватив задач выполняются и возмущения систематически вводятся кинестетические обратной связи и движений виртуальных рук. Две отдельные меры Агентства работают: создана психофизических анкеты (для захвата явные опыт агентства) и интервал времени оценить задача захватить неявные чувство агентства (преднамеренного привязки). Результаты этого протокола (результаты вопросника и интервал времени оценкам) могут быть проанализированы для количественной оценки степени образования Агентства.
Введение
Как робот протезы становятся все более передовые, важность соответствующих сенсорной обратной связи будет продолжать расти. Сенсорной обратной связи влияет, как люди воспринимают, взаимодействовать с и даже интегрировать их тела схемы машин. Последние методы NMI теперь можно предоставлять пользователям протеза с интуитивным управлением и достичь ощущения, связанные с touch1,2,3,4,5,6 , 7 и Кинестезии (движение смысл)8
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
Этот протокол был утвержден ранее и соответствует руководящим принципам Комитета по этике исследований человеческого Кливлендская клиника.
1. аппаратное и программное обеспечение NMI
- Создание каждого отдельного участника управление NMI и обратной связи, так что когда они пытаются выполнить движение, они видят и чувствуют виртуальный протез полный движения.
- Генерировать кинестетические перцепции руку через участника NMI и захватить кинематика движения воспринимается, имея участник продемонстрировать, что они чувствуют, использование их нетронутой рукой.
Примечание: Методы характеризовать кинестетические перцепции кинемат....
- Генерировать кинестетические перцепции руку через участника NMI и захватить кинематика движения воспринимается, имея участник продемонстрировать, что они чувствуют, использование их нетронутой рукой.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
Экспериментальный протокол была выполнена с тремя участниками лиц с ампутированными конечностями, действующих чувственных виртуальный протез через их дальность8 (рис. 1). Установка используется участник контролируемый виртуальный руку через предварительно запрограммированных кинематической профили с помощью MuJoCo HAPTIX физика двигатель31. Виртуальный рука была отображаются на горизонтальной монитор пе.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
Представлены методологические рамки охарактеризовать опыт Агентства, образующихся при эксплуатации чувственных протезы через НМИ. В этом контексте Агентство особенно важна как мосты физических действий на фоне когнитивных процессов, влияющих на восприятие. Через участника протеза и NMI, у нас есть прямой доступ к ряду ключевых элементов, которые создают чувство агентства: намерение, мощность двигателя и ощущение движения. Важное значение для современных протезов конечностей управления, средства, предоставляемые .......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Авторы не имеют ничего сообщать.
Благодарности
Авторы хотели бы поблагодарить Madeline Newcomb за ее вклад в рисунке поколения. Эта работа финансировалась за счет налогоплательщиков США через низ, Канцелярии директора, Общий фонд, преобразующей R01 исследований премии (Грант #1R01NS081710-01) и обороны перспективных исследований проекты агентства (контракт количество N66001-15-C-4015 под эгидой Биология технологии офис менеджер программы D. Вебер).
....Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| LabVIEW 2015, Service Pack 1, Version 15.0.1f2 64-bit | National Instruments, Остин, Техас, США | Полная версия или версия Pro Мы | написали специальное программное обеспечение в LabVIEW для координации виртуального управления протезом с кинестетической обратной связью, а также для представления экспериментальных условий и записи данных. |
| 8-слотовый, USB CompactDAQ Chassis | National Instruments, Остин, Техас, США | cDAQ-9178 | |
| ± 60 В, 800 кГц/с, 12-битный, 8-канальный модуль ввода напряжения серии C | National Instruments, Остин, Техас, США | NI-9221 | |
| 100 кГц/с/канал Синхронный, ± 10 В, 4-канальный модуль напряжения серии C | National Instruments, Остин, Техас, США | NI-9263 | |
| Custom Wearable Kinesthetic Tactor | HDT Global, Солон, Огайо, США | Н/Д | Этот товар был изготовлен на заказ. Другие методы предоставления кинестетической обратной связи приемлемы до тех пор, пока участник чувствует ощущение движения руки в режиме реального времени вместе с движениями виртуальной руки. |
| Физический движок MuJoCo, версия HAPTIX | Roboti LLC, Редмонд, Вашингтон, США | mjhaptix150 | Более новые версии MuJoCo также должны быть приемлемыми. Мы использовали модель захвата MPL. |
| Электроды Myobock, работающие от Otto Bock EnergyPack в розетке для батареек MyoBoy | Ottobock, Дудерштадт, Германия: | электроды: 13E200=60 батарея: 757B21 розетка для батареи: 757Z191=2 | Можно использовать любую установку, которая обеспечивает усиление, фильтрацию и выпрямление сигнала ЭМГ или нейронного управления. |
Ссылки
- Kuiken, T. A., Marasco, P. D., Lock, B. A., Harden, R. N., Dewald, J. P. A. Redirection of cutaneous sensation from the hand to the chest skin of human amputees with targeted reinnervation. Proceedings of the National Academy of Sciences. 104 (50), 20061-20066 (2007).
- Hebert, J. S., et al.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
