Vibrotactile Uyaranların için İstemli motor Yanıtları güncelliği ve doğruluğundan değerlendirilmesi için bir yöntem

Bu deneysel protokolün genel amacı, bir bireyin belirli vibrodokuntil uyaran türlerine ne kadar hızlı ve doğru bir şekilde yanıt verebileceğini değerlendirmektir. Bu yöntem, rehabilitasyon mühendisliği alanında, vibrodokunsal geri bildirim yoluyla ne tür duyusal bilgilerin iletilebileceği ve duyusal bilgiyi vibrotaktil sinyaller yoluyla temsil etmenin en iyi yolunun ne olduğu gibi temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajı, farklı biyo-geri bildirim uygulamaları için çok esnek olması ve reaksiyon kuvvetini ölçmek için basınç sensörleri veya eklem açılarını ölçmek için gonyometreler gibi çeşitli biyo sensörlerle kullanım için kolayca uyarlanabilmesidir.

Bu yöntem, insanların uyluğun belirli bölgelerine uygulanan titreşimlere nasıl tepki verdiğine dair fikir verse de, vücudun diğer bölgelerine de genişletilebilir. Farklı dokunsal konfigürasyonları test ederek, biyo geri bildirim yoluyla ne tür bilgilerin iletilebileceğini daha iyi anlayabiliriz. Bu prosedürü gösteren, laboratuvarımızda yüksek lisans öğrencisi olan Sam Shi olacaktır.

Büyük mikrodenetleyici kartını bir USB bağlantı noktası kullanarak bilgisayara bağlayarak motor kalibrasyonuna başlayın. Orijinal mikrodenetleyici yazılımında, özel komut dosyasını yüklemek için daire içine alınmış sağ okla gösterilen yükleme simgesini motor_test tıklayın. USB bağlantısını kullanarak karta ino.

Ardından, üç eksenli ivmeölçerin Z ekseni çıkışını daha küçük mikrodenetleyici kartının analog giriş bağlantı noktalarından birine bağlayın. İvmeölçerden gelen pozitif ve toprak uçlarını sırasıyla mikrodenetleyici kartının uyluk cıvatasına ve topraklama bağlantı noktalarına bağlayın. Ardından, ivmeölçeri titreşimli motora monte edin, z ekseninin motorun düz yüzeyine dik olduğundan emin olun ve ardından motoru sert bir yüzeye yerleştirin.

Veri sorgulama yazılımındaki motor_calibration. vi dosyasını açın ve ivmeölçer için daha küçük mikrodenetleyiciyi bir USB portu üzerinden bilgisayara bağlayın. Ardından, sağlanan alanları kullanarak, mikrodenetleyici girişi için seri bağlantı noktasının yanı sıra toplanacak 500 hertz ve 1000 örnek örnekleme hızını belirtin.

motor_calibration. VI arayüzündeki hızlı 48 dönüşüm ekranını kullanarak en büyük tepe noktasını belirleyin ve karşılık gelen titreşim frekansı değerini kaydedin. Şimdiye kadarki tüm adımları tekrarlayın ve her motor için modüle edilmiş veya PWM frekans ilişkisi ile darbeyi manuel olarak kaydedin.

Daha sonra deneyi1 açın. her motor için vi dosyası. Açılır frekans menüsüne sağ tıklayın ve özelliği seçin.

Öğeleri düzenle sekmesi altında, istenen frekansları ve karşılık gelen PWM seviyelerini girmek için tabloyu kullanın. Çıkmak için Tamam'ı seçin. Son olarak, tüm motorlar kalibre edildikten sonra, her birini uyluğa monte etmek için çift taraflı bant kullanın.

Uyluğun ön, arka, medial ve yan yüzeylerinin her birine, büyük trokanter ile lateral femoral kondil arasında yaklaşık olarak ortada bir motor yerleştirin. İlk deneye başlamak için, basma düğmesini bir seri - USB konektörü kullanarak doğrudan bilgisayarın USB bağlantı noktalarından birine bağlayın ve gerekli tüm sürücülerin kurulu olduğundan emin olun. Deneyi açın1.

vi arayüzünü açın ve sonuçları kaydetmek için dosyayı seçin. Ardından, basmalı düğme giriş bağlantı noktalarını ve motor frekanslarını seçmek için yazılım arayüzündeki açılır menüleri kullanın. Programı başlatın.

Katılımcı bir titreşim hissettiğinde, geri bildirimin uygulandığı bacakla basma düğmesine basmasını sağlayın. Düğmeye basıldıktan sonra, saatin saymayı durdurduğunu belirterek veri toplama yazılımı arayüzündeki yanıtı onaylayın. Son olarak, bir sonraki deneme için motorları sıfırlamak için açılır menülerden yeni frekans setini seçin.

İkinci deneye, bir seri USB konektörü kullanarak başka bir USB bağlantı noktasına ikinci bir basmalı düğme bağlayarak başlayın. Ardından deneyi açın2. VI veri toplama arayüzü.

Bacağın farklı kısımlarındaki frekans duyarlılığını incelemek için, ön, arka, lateral ve medial yüzeylerin her birinde büyük trokanter ile lateral femoral kondil arasındaki uyluğun ortasına tek bir motor yerleştirin. Ardından, etkinleştirilecek belirli motorları ve istenen frekans sırasını seçmek için yazılım arayüzündeki motor simgelerine tıklayın. Kullanıcı hassasiyetini test etmek için, 140 hertz, 180 hertz ve 220 hertz'deki frekanslara tek bir kombinasyon seçerek başlayın.

Örneğin, 180 hertz ve ardından 140 hertz. Bekleme süresini ve motor süresini girin. Ardından programı başlatın.

Diğer frekans kombinasyonlarını test etmek için, 220 hertz ve ardından 180 hertz gibi yeni bir frekans testi seçin ve programı yeniden çalıştırın. Son olarak, algılanan ikinci frekansın birinciden daha yüksek mi yoksa daha düşük mü olduğunu seçmek için katılımcının iki basmalı düğmeden birine basmasını ve program tarafından otomatik olarak kaydedilen yanıtları gözlemlemesini sağlayın. İvme verilerinin hızlı 48 dönüşümünün sonuçları, kalibrasyona tabi tutulan tek bir motor için burada gösterilmektedir.

180 hertz titreşime karşılık gelen PWM seviyesini belirlemek için dört iz yapıldı. Yetenekli gövdeli bireyleri transfemoral amputasyonlu üç bireyle karşılaştırırken, güçlü gövdeli bireyler için reaksiyon süreleri, frekans 140 hertz'den 220 hertz'e çıktıkça önemli ölçüde azaldı. Amputasyonu olan bireyler için olanlar ise yoktu.

Bir kez ustalaştıktan sonra, bu protokol test edilen frekans konumu kombinasyonlarının sayısına bağlı olarak 30 dakika ila bir saat içinde tamamlanabilir. Bu prosedürü denerken, izleyicilerin deneyler boyunca uyluk ile iyi bir temas sürdürmesini sağlamak önemlidir. Her denemeden önce izleyicilerin güvenli olduğunu doğrulamak için özen gösterilmelidir.

Burada açıklanan protokol, kullanıcı yanıtını kaydetmek için basma düğmeleri kullanırken, yöntem, dizin bükülmesi gibi fizyolojik olarak daha ilgili olan diğer yanıt mekanizmalarına genişletilebilir. Geliştirilmesinden sonra, bu yöntem, alandaki veya rehabilitasyon mühendisliğindeki araştırmacıların, yetenekli bireylerde ve alt ekstremite amputasyonu olanlarda vibrodokunsal geri bildirim yoluyla çeşitli kaynaklardan duyusal bilgileri iletmek için farklı stratejiler keşfetmelerinin yolunu açtı. Bu videoyu izledikten sonra, farklı vibrodokuntil stimülasyon frekansı ve konumu kombinasyonlarına kullanıcı yanıtlarının hızını ve doğruluğunu nasıl değerlendireceğinizi iyi anlamış olmalısınız.