August 14th, 2017
Устройство была создана для демонстрации управления на основе электромиография для неспециалистов. После успеха первоначального устройства второе устройство было сделано с большей гибкостью в функциональность для демонстрационных и исследовательских целей. Этот протокол описывает процесс построения и калибровке оба устройства.
Общая цель этой процедуры заключается в создании и простом в настройке дешевом беспроводном пусковом устройстве в качестве платформы для исследований электромиографии и специальных вспомогательных устройств. Электромиография обычно используется в качестве входного сигнала для безопасной техники. Поскольку для многих кардиостимуляторов требуются специфические решения, которые стоят непомерно дорого, мы разработали дешевое и простое в настройке устройство.
Здесь мы представляем две бионические системы кликеров, Mark One и Mark two, которые позволяли владельцу менять слайд презентации, взмахивая указательным пальцем. Чтобы начать эту процедуру, соберите бионическую метку один, как указано в текстовом протоколе. Чтобы начать построение знака два, поместите ряд из трех булавок в мышечный центр в положительном, отрицательном и сигнальном отверстиях сверху.
Далее припаяйте контакты снизу. С помощью плоскогубцев согните гетеропины на 90 градусов. Если вы используете мышцу отводящей мышцы в качестве входа, отсоедините короткий черный контрольный кабель от мышечного датчика.
Затем с помощью кусачек перережьте три кабеля ЭМГ, идущих от запястья к тыльной стороне ладони. С помощью средства для зачистки проводов зачистите один конец каждого кабеля. Поместите зачищенный конец заднего провода в отверстие R, синий провод в отверстие E, а красный провод в отверстие M мышечного датчика.
С нижней стороны припаяйте провода на место. После этого перережьте восемь одножильных многопоточных проводов. Поместите и припаяйте их, как указано в текстовом протоколе.
Поместите две сенсорные прокладки ЭМГ на обоих концах отводящей мышцы индикуса. А третья подушечка на середину тыльной стороны ладони. Затем подключите синий и красный сенсорные кабели к подушечкам над мышцей, а черный кабель — к подушечке на тыльной стороне ладони.
Размещение электродов на мышцах отводящей мышцы является наиболее важным этапом процедуры, так как неправильное размещение электродов может привести к большому количеству ложных срабатываний и ложноотрицательных результатов в устройстве. На маленьких руках может быть невозможно правильно разместить электроды. Чтобы начать тестирование выхода ЭМГ, загрузите все необходимые файлы и настройте микроконтроллер в соответствии с текстовым протоколом.
Далее отключите компьютер от электросети. С помощью USB-кабеля подключите микроконтроллер к компьютеру. Загрузите на микроконтроллер соответствующую версию порогового теста.
Затем откройте последовательный монитор, чтобы отобразить выход ЭМГ. Перемещайте указательный палец руки из стороны в сторону, записывая отображаемые значения. Перемещайте руку, не двигая указательным пальцем, и записывайте отображаемые значения.
После этого выберите значение выше того, которое было видно при движении руки, но ниже того значения, когда был перемещен только указательный палец. Выбор порогового значения имеет решающее значение, так как если оно будет слишком низким, вы получите много ложных срабатываний. И если он будет слишком высоким, вы получите много ложноотрицательных результатов.
Имейте в виду, что утомляемость мышц и движение проводов также могут повлиять на значение EC.To начать тест порога, скачать, отредактировать и загрузить правильный код, как указано в текстовом протоколе. Далее двигайте рукой, не двигая указательным пальцем. Убедитесь, что в последовательном выводе ничего не отображается.
Затем двигайте указательным пальцем из стороны в сторону. Для начала разбейте скальпелем медную дорожку на полосовой доске. И разместите на плате управления три резистора по 10 килоом.
Затем поместите ползунковый переключатель и два кнопочных переключателя. Припаяйте их к нижней стороне платы. С помощью кусачек отрежьте провода, которые ранее были припаяны к микроконтроллеру, таким образом, чтобы провода могли проходить через средний слой корпуса микроконтроллера к плате управления, не препятствуя закрытию корпуса.
После этого поместите провода в плату управления, как указано в текстовом протоколе, припаяв провода на место. Для начала соберем бионический кликер, подключив разъем разъема от микроконтроллера к мышечному датчику. С помощью USB-кабеля подключите микроконтроллер к компьютеру.
После скачивания соответствующего файла отредактируйте код, заменив замещающий текст на определенное пороговое значение триггера. Затем отсоедините USB-кабель, чтобы отсоединить микроконтроллер от компьютера. После подключения устройства к компьютеру протестируйте кликер с помощью программного обеспечения для презентаций, поднимая указательный палец для продвижения слайдов.
Чтобы начать установку кликера, отрежьте двусторонний материал с крючком и петлей так, чтобы он был 35 метров в ширину и достаточно длинный, чтобы обернуть его вокруг запястья. Затем проденьте материал с липучкой через зажимы в нижней части корпуса. Вставьте гнездовой разъем от микроконтроллера в контакты гнездового разъема на мышечном датчике.
Затем закрепите электроды в кабелях ЭМГ. В данном исследовании создано контрольное устройство на основе электромиографии. При калибровке устройства наблюдаются три различных диапазона.
Значения, когда рука неподвижна, значения, когда рука движется, и значения, когда указательный палец двигается. Пороговое значение выбирается так, чтобы оно находилось выше значения движения руки и ниже значения напряжения пальцев. Пороговое значение, близкое к диапазону движущейся руки, будет иметь повышенную вероятность ложных срабатываний, но уменьшит количество потенциальных ложноотрицательных результатов.
Пороговое значение, близкое к диапазону напряжения пальцев, будет иметь противоположное значение. Затем устройства проверяются на ложноположительные и отрицательные результаты при тестировании мышцы отводящей мышцы. Ложноотрицательный результат регистрируется, когда устройство не запускает смену скольжения, когда мышца напряжена.
В то время как ложное срабатывание записывается при изменении слайда, когда не произошло напряжёния. Ни у одного из устройств не было проблем с ложными срабатываниями. В то время как устройство Mark One не дает ложноотрицательных результатов в течение первых 45 минут, количество ложноотрицательных результатов быстро увеличивается до полного отказа устройства от 50 минут до одного часа просмотров.
Таким образом, в то время как оба устройства успешно достигают своих заявленных целей, Mark 2 дешевле, гибче и надежнее в ходе испытаний. При попытке выполнить эту процедуру важно правильно разместить электроды, а также быть осторожным при выборе правильного порогового значения. Строительство этого устройства может быть выполнено за несколько часов.
И как только нахождение порога будет освоено, его можно настроить для нового пользователя в течение нескольких минут. С момента своего развития это устройство использовалось в качестве основы для нескольких студенческих проектов, а также в качестве основного компонента индивидуального устройства для пациентов. Не забывайте, что работа с основным электричеством может быть крайне опасной.
А отключение устройств от основного источника питания должно производиться до любого контакта с кожей устройства, которое оно производит.
Это исследование представляет разработку двух устройств управления на основе электромиографии, предназначенных для демонстрации и исследовательских целей. Устройства позволяют пользователям управлять презентациями через мышечные сигналы, демонстрируя экономичное и настраиваемое решение для приложений электромиографии.
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.