Un metodo per la valutazione tempestività e l'accuratezza delle risposte volitivo motore a vibrotattili stimoli

1Bloorview Research Institute, Holland Bloorview Kids Rehabilitation Hospital, 2Institute of Biomaterials and Biomedical Engineering, University of Toronto
Bioengineering

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Summary

Questo articolo descrive una tecnica per applicare stimoli vibrotattili alla coscia di un partecipante umana, e misurando il tempo accuratezza e la reazione della risposta volitional del partecipante per varie combinazioni di posizione stimolazione e frequenza.

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Leineweber, M. J., Shi, S., Andrysek, J. A Method for Evaluating Timeliness and Accuracy of Volitional Motor Responses to Vibrotactile Stimuli. J. Vis. Exp. (114), e54223, doi:10.3791/54223 (2016).

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Abstract

Introduction

feedback sensoriale artificiale (ASF) può essere definita come la pratica di fornire in tempo reale informazioni biologiche di individui, spesso compensare proprioception compromesso o altro meccanismo sensoriale. ASF è stato a lungo utilizzato nel campo della riabilitazione di feriti o disabili, per aiutare nel recupero di aspetti della funzione fisica e di movimento 1-3, consentendo ai singoli di controllare i processi fisici che un tempo erano una risposta involontaria del sistema nervoso autonomo 4. Una sottocategoria di ASF, biofeedback biomeccanico, utilizza sensori esterni per misurare i parametri relativi al pareggio o andatura cinematica, e comunica tali informazioni alla persona attraverso una sorta di stimolo applicato. Un approccio sempre più popolare al feedback biomeccanico impiega motori piccoli vibranti o contattori, collocati a diverse parti del corpo per fornire spaziale e temporale risposte. la letteratura precedente ha mostrato promising risultati supportano l'uso del feedback vibro-tattile nelle applicazioni per le persone con amputazioni degli arti inferiori, disturbi vestibolari, e l'invecchiamento relative perdita di equilibrio 5-9.

Una conoscenza approfondita dei meccanismi che controllano la percezione e la risposta di un individuo a stimoli specifici è necessaria per informare l'effettiva attuazione di sistemi ASF per diverse applicazioni. Per feedback vibrotattile, primo fra questi meccanismi sono propriocettiva e la risposta motoria, in particolare la sensibilità utente alle vibrazioni applicate e il tempo necessario per eseguire la reazione desiderata. Tutte le informazioni sensoriali comunicati attraverso stimoli di vibrazione deve essere codificato come specifiche combinazioni di frequenza di vibrazione, l'ampiezza, la posizione e la sequenza. Pertanto, progettazione di sistemi ASF vibrotattili dovrebbe selezionare combinazioni di parametri per ottimizzare la percezione dell'utente e l'interpretazione degli stimoli, comenonché la tempestività e l'accuratezza della risposta motoria risultante. L'obiettivo di questo protocollo è quello di fornire una piattaforma da cui partire per valutare i tempi di risposta e precisione di risposta a vari stimoli vibrazionali per informare la progettazione di sistemi ASF per l'uso con diverse popolazioni sensoriali ridotta.

I metodi descritti qui si basa su ricerche prima di esplorare la percezione umana di tattile e vibro-tattile di feedback 3,5,6, e 'stato sviluppato per l'uso in due studi precedenti 10,11. Gli ultimi due studi impiegate questo protocollo per esaminare gli effetti della frequenza di vibrazione e posizione sulla precisione e la tempestività delle risposte degli utenti in amputati degli arti inferiori, dimostrando che entrambi i parametri influenzano in modo significativo le misure di esito, e che un alto grado di precisione di risposta possono essere raggiunto. Questi risultati possono essere utilizzati per informare la collocazione ideale di contattori in studi futuri e le applicazioni cliniche dei sistemi vibro-tattile ASF. Altri lavori recenteCrea et al. 12 esaminato sensibilità all'utente di cambiamenti nei modelli di vibrazione applicate alla coscia durante la deambulazione, con risposte verbali per indicare cambiamenti percepiti ai modelli di vibrazione, piuttosto che una risposta motoria. Mentre queste risposte verbali possono essere utilizzati per misurare la precisione di rilevamento, non rappresentano errori e ritardi che possono essere presenti nel processo di controllo del motore.

La configurazione principale per i seguenti esperimenti consiste di un numero di motori vibranti collegati a impulsi a larghezza modulata pin di uscita di un microcontrollore. La scheda è, a sua volta, controllato attraverso una connessione Universal Serial Bus (USB) a un computer che esegue il software di progettazione di sistema disponibile in commercio. I motori richiedono un circuito amplificatore aggiuntivo per assicurare una tensione sufficiente e la corrente viene fornita in un ampio intervallo di frequenze di vibrazione. Un circuito amplificatore esempio è mostrato in Figura 1. Il transistor bipolare a giunzione (BJR) In figura può essere sostituito con transistor a effetto di campo più piccolo metallo-ossido-semiconduttore (MOSFET) per un funzionamento più efficiente e più piccolo formato. Allo stesso modo, l'intero circuito amplificatore può essere sostituito da un driver del motore aptico off-the-shelf per fornire un controllo supplementare e dimensioni ridotte. Ogni motore richiede un proprio circuito, e utilizzando le attrezzature elencate in questo documento, fino a dieci motori può essere controllato da un singolo microcontrollore.

Figura 1
È mostrato Figura 1. Il motore elettrico. (A) Il circuito di amplificazione di un singolo motore di vibrazione. Ogni motore richiede un circuito separato e deve essere collegato ad una porta di uscita PWM unico sul microcontrollore. Il V DD qui rappresenta la potenza 3,3 V fornita dalla scheda microcontrollore, e la resistenza R2 serve come un oppositore di pull-down per garantire l'interruttore a transistor rimane aperto quando la tensione zero è appmentito. (B) Un esempio di cablaggio fisico di due motori. Sebbene otto circuiti di amplificazione individuali sono mostrati solo due sono collegati a motori a vibrazione. In questo protocollo R1 = 4,7 kΩ e R2 = 100 k. Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.

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Protocol

Il seguente protocollo è stato approvato dal Comitato Etico di ricerca presso Olanda Bloorview bambini Rehabilitation Hospital.

1. La calibrazione del motore

  1. Collegare la scheda microcontrollore al computer tramite una porta USB.
  2. Utilizzando il software microcontrollore originale, caricare lo script personalizzato, "Motor_and_AccelerometerTest.ino" per la scheda utilizzando la connessione USB facendo clic sull'icona "Carica", indicata con la freccia a destra cerchiata.
    1. Assicurarsi che il livello di vibrazione è impostato a zero per mettere il motore in posizione di OFF con il comando "analogWrite". Il codice dovrebbe leggere "analogWrite (vibe1,0);".
    2. Nel codice microcontrollore, specificare l'ampiezza d'impulso modulata pin (PWM) di uscita corrispondente al motore di interesse inizializzando la variabile "vibe1".
      Nota: segnali PWM generare uscite analogiche approssimate dai segnali digitali generati dal microcontrollore. I perni sono labeled numericamente sulla scheda microcontrollore fisico. Ad esempio, se il motore è collegato all'uscita PWM pin '3', quindi garantire che il "int vibe1 = 3;" è specificato nel codice.
  3. Collegare l'uscita asse z dell'accelerometro triassiale per una delle porte di ingresso analogici del microcontrollore, e collegare il positivo e massa conduce dall'accelerometro al 5V e porte massa (GND) del microcontrollore, rispettivamente.
  4. Montare l'accelerometro al motore a vibrazione, assicurando che il suo asse z è ortogonale alla superficie piana del motore, come mostrato nella Figura 2, e posizionare il motore su una superficie dura.
  5. Aprire il file "Motor_Calibration.vi" nel software di acquisizione dati e collegare il microcontrollore al computer tramite una porta USB.
  6. Utilizzando appositi campi, specificare la porta seriale per l'ingresso microcontrollore, utilizzando il menu a discesa, così come la frequenza di campionamento, e numBER di campioni da raccogliere. Nota: frequenza di campionamento di 500 Hz è standard per questi esperimenti per evitare aliasing dei dati di accelerazione, e 1.000 campioni sono comunemente registrate.
  7. Utilizzando il codice "Motor_and_Accelerometer.ino", specificare il ciclo di lavoro desiderato degli impulsi PWM in dotazione al motore vibrante, ancora una volta con il comando "analogWrite", e ri-scaricare il programma alla scheda microcontrollore controllo dei motori (vedi punto 1.1 ). Ad esempio, per impostare il numero di impulsi a 100, il codice dovrebbe leggere "analogWrite (vibe1,100);". La tabella 1 elenca i valori PWM ed i loro cicli di lavoro corrispondente.
  8. Utilizzando la trasformazione visualizzazione Fourier veloce (FFT) sull'interfaccia "MotorCalibration.vi", identificare il picco più grande e registrare il valore della frequenza di vibrazione corrispondente (dall'asse orizzontale).
  9. Ripetere i passaggi 1,7-1,8, regolando i livelli PWM fino a raggiungere la frequenza desiderata, registrando ogni pai PWM frequenzar. Ad esempio, se il targeting una frequenza di 100 Hz, eseguire i passaggi 1,7-1,8 fino alla più grande picco si verifica sopra i 100 Hz sull'asse orizzontale.
    Nota: Per i motori vibrazionali utilizzati in questo protocollo, le vibrazioni mirate dovrebbero essere comprese nella banda 60-400 Hz per adattarsi meglio le frequenze di risposta dei meccanocettori nella pelle descritti in letteratura 5,10,13.
  10. Ripetere i punti 1.2.2 a 1.8 per ogni motore, la registrazione manualmente il rapporto PWM-frequenza per ogni motore con un foglio di calcolo o di carta e matita.
  11. Aprire il file "Experiment_1.vi". Per ogni motore, fare clic destro sul menu a discesa e selezionare la frequenza "Proprietà". Nella scheda "Modifica elementi", utilizzare la tabella per inserire le frequenze desiderate e livelli PWM corrispondenti indicati nei passaggi 1,8-1,9. Selezionare "OK" per uscire.
  12. Ripetere il punto 1.11 per ogni file di interfaccia virtuale (VI) del software di progettazione del sistema da utilizzare durante i test (ad esempio, "Experiment_2.vi "," Experiment_3.vi ", etc.).

figura 2
Figura 2. accelerometro montato al motore. L'accelerometro tri-asse (verde) è montato sul motore moneta con il suo asse z ortogonale alla superficie piatta del motore per la calibrazione. Ogni motore è stato attivato utilizzando diversi cicli di lavoro, e le frequenze di vibrazione corrispondenti sono stati registrati dall'accelerometro. Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.

2. Posizionamento dei Motori

  1. Una volta che tutti i motori sono stati tarati (sezione 2), montarli alla coscia.
    1. Per ottenere i risultati descritti in questo manoscritto, collocare un motore su ciascuno dei anteriore, posteriore, mediale, e superfici laterali della coscia, circa a metà essereinterpolare il grande trocantere e condilo femorale laterale (o distale dell'arto per amputati sopra-ginocchio).
      Nota: Le posizioni specifiche di ciascun motore può variare, a seconda delle domande di ricerca e le regioni di interesse, e possono essere influenzate da fattori anatomici e fisiologici, quali il tipo e la distribuzione spaziale dei meccanocettori nella pelle.
  2. Fissare i motori direttamente sulla pelle con del nastro biadesivo.
    Nota: rasatura nella zona di ciascun motore non è necessario, ma può migliorare la loro adesione alla cute (figura 3). Per applicazioni in cui gli effetti di abbigliamento, una fodera protesi, o qualche altro materiale sulla percezione dell'utente sono di interesse, posizionare i motori sopra di detto materiale, piuttosto che contro la pelle.

Figura 3
Figura Piattaforma 3. prova per esperimenti. Una piattaforma di test personalizzato è stato costruito per ospitare tegli microcontrollore schede e pulsanti. I motori possono essere collegati direttamente sulla pelle (come indicato), o con una fodera protesico tra il motore e la pelle. Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.

3. Esperimento 1: L'applicazione di stimoli e di reazione Tempo di registrazione

  1. Re-flash della scheda microcontrollore con il firmware per consentire il controllo della tavola attraverso il software di acquisizione dati aprendo il file "LVIFA_Base.pde" con il pacchetto software che accompagna il controller, e ripetendo Passo 1.1, sostituendo "Motor_and_Accelerometer_Test.ino" con la " LVIFA_Base.pde script ".
  2. Collegare il pulsante direttamente a una delle porte USB del computer utilizzando un connettore seriale-a-USB. Assicurarsi che tutti i driver necessari sono installati.
  3. Aprire l'interfaccia "Experiment_1.vi".
  4. Specificare il numero di serieporte per la scheda microcontrollore collegato ai motori e pulsante selezionando il numero di identificazione della porta seriale corrispondente dal menu a discesa con l'etichetta "di ingresso del motore" e "Green Button", rispettivamente. Identificare i numeri di identificazione porta seriale con sistema operativo utilità di gestione periferiche del computer.
  5. Selezionare il file per registrare i risultati e avviare il programma.
  6. Selezionare i motori e le frequenze da attivare scegliendo tra i menu a discesa per ogni motore nell'interfaccia "Experiment_1.vi". Avere il partecipante stampa il pulsante con la gamba su cui è applicato il feedback quando una vibrazione è sentito. Dopo che il pulsante è stato premuto, confermare la risposta nell'interfaccia software di acquisizione dati notando che l'orologio si è fermato il conteggio, e reimpostare i motori per la prova successiva selezionando la nuova serie di frequenze dai menu a discesa.
  7. Una volta che l'esperimento è concluso, utilizzare il drmenu opdown per tornare tutte le frequenze del motore in posizione zero e selezionare il pulsante "Stop programma" per terminare la connessione alla scheda di controllo del motore.

4. Esperimento 2: Distinguere tra gli stimoli

Nota: Questo esperimento può essere condotto del tutto indipendente dal Esperimento 1. Un singolo o più motori multipli possono essere utilizzati. Le posizioni specifiche dei motori possono variare a seconda delle questioni di applicazione e di ricerca.

  1. Collegare un secondo pulsante a un'altra porta USB utilizzando un connettore seriale-USB.
  2. Aprire l'interfaccia di acquisizione dati "Experiment_2.vi".
  3. Mettere i motori nelle posizioni e configurazioni necessarie per l'applicazione di ricerca specifico. Ad esempio, inserire motori a singola sulla coscia, a metà strada tra il grande trocantere e condilo femorale laterale (o l'estremità distale dell'arto per utenti), su ciascuna delle anteriore, posteriore, laterale e superfici mediale della coscia all'examine la sensibilità di frequenza in ciascuna di queste porzioni di gamba 10,11.
  4. Specificare le porte seriali per la scheda microcontrollore e due pulsanti che utilizzano la stessa procedura Fase 3.4. Assicurati di notare che a pulsante viene assegnato a ogni porta.
  5. Selezionare i motori specifici da attivare e la sequenza desiderata di frequenze, cliccando sulle icone "a motore" nell'interfaccia software. Ad esempio, si supponga tre frequenze sono in fase di test, come ad esempio 140 Hz, 180 Hz, e 220 Hz. Una serie di test può essere (1) 180 Hz seguito da 140 Hz, (2) 220 Hz seguito da 140 Hz, e (3) 180 Hz seguito da 220 Hz.
  6. Inserire il ritardo ora di inizio e la durata di stimolazione. 1.5 sec è tipica sia per il ritardo e tempi di stimolazione.
  7. Avviare il programma.
    Nota: Il dopo il ritardo specificato nel passo 4.6, il programma attiverà il motore (s) con la sequenza di frequenze accoppiate scelti nel passo 4.5. Ad esempio, se 180 Hz vs 220 Hz era sezionato al punto 4.5, il motore corrispondente prima vibra a 180 Hz per la durata specificata prima di passare a 220 Hz.
  8. Avere il partecipante premere uno dei due pulsanti per scegliere se la seconda frequenza percepita è superiore o inferiore al primo. Le risposte saranno automaticamente registrati dal programma.

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Representative Results

La figura 4 illustra le curve di calibrazione che identificano il valore di PWM per una frequenza di vibrazione 180 Hz di un unico motore. A partire da un duty cycle del 50%, i valori PWM sono iterate fino al picco di frequenza primaria avviene a 180 Hz. le prove di calibrazione di successo dovrebbero mostrare un netto picco alla frequenza di vibrazione primaria. Scarsa fissaggio dell'accelerometro al motore, o del motore ad una superficie di supporto può risultare in un FFT più diffuso senza un picco chiara. In questa situazione, il processo di calibrazione va ripetuta dopo i supporti sono state regolate per assicurare una migliore connessione.

La figura 5A mostra i tempi di reazione tra la risposta stimolo e spinta tasto registrato per Esperimento 1 per tre frequenze di vibrazione, 140 Hz, 180 Hz, e 220 ​​Hz, applicati sulla superficie anteriore della coscia per dieci partecipanti normodotati e tre amputati 10. Ripetute analisi della varianza per misure (ANOVA) eanalisi Tukey post-hoc utilizzando la correzione di Bonferroni è stato utilizzato per identificare gli effetti specifici di ogni frequenza. Questi dati mostrano una relativamente stretto diffusione dei dati per ogni frequenza nella popolazione abili, e un effetto frequenza significativa. I tempi di reazione per distinguere tra coppie di frequenze di vibrazione sono mostrati in Figura 5B, e possono essere analizzati utilizzando la stessa procedura delle prove a singola frequenza. Analisi simili possono essere condotte per identificare gli effetti di posizionamento del motore, meccanismo di risposta (ad esempio, premendo il pulsante con mani o gambe), o altre condizioni di prova.

Figura 4
Figura 4. Curve di calibrazione tipici. I risultati della trasformata rapida di Fourier dei dati di accelerazione sono presenti in una singola fase di calibrazione del motore. Quattro studi sono stati condotti per identificare il livello di corri PWMding a 180 Hz vibrazioni (solida linea blu). Si noti che la vibrazione varia tra le diverse frequenze. Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Figura 5
Sono mostrati Figura 5. Tempo di reazione Rappresentante dei risultati. I tempi di (A) di risposta per le singole frequenze. I dati line-collegato mostra i dati per i partecipanti normodotati (media ± SD), mentre i singoli punti di dati rappresentano i tre individui con amputazioni transfemorali. I tempi di reazione sono diminuite in modo significativo la frequenza. '*' Indica una differenza significativa dai tempi di reazione Hz 140, e '#' una differenza rispetto alla frequenza di 180 Hz, sia a significatività p <0.05. (B) I tempi di risposta per distinguere tra coppias di frequenze sono tracciate sia per gli individui normodotati e quelli con amputazioni transfemorali. Si noti che la diffusione dei dati a ciascuna coppia è molto più grande di quello per i dati a frequenza singola, indicando risultati più variabili. Questa cifra è stata modificata dai dati originariamente pubblicati da Sharma et al. 10. Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.

PWM Valore (impulsi) 64 127 191 255
Duty Cycle (%) 25 50 75 100

Tabella 1. Valori PWM e Cicli dovere corrispondente. Livelli PWM campione e il cicli di lavoro corrispondenti vengono mostrati. Tegli 0-255 intervallo per il valore PWM specifica il numero di byte in ciascun impulso (su 255 possibili) per i quali il segnale è attivo.

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Discussion

Lo scopo di questo protocollo è quello di fornire il quadro per la valutazione dei parametri di stimolazione in applicazioni ASF vibrotattili. In particolare, esamina gli effetti della frequenza di vibrazione, l'ampiezza, l'ubicazione, e la sequenza di risposta degli utenti sensomotoria. Questo quadro può essere costruito su e ampliato per incorporare tipi aggiuntivi o alternativi di risposta degli utenti che possono essere più clinicamente rilevanti, come ad esempio la piegatura di un comune o spostando il peso da una gamba all'altra. Questi tipi di modifiche richiederebbero leggermente diverse configurazioni hardware, ovvero la sostituzione dei tasti con dispositivi come unità di misura inerziale (IMUS) o sensori di pressione, nonché le modifiche allegate all'interfaccia virtuale. Allo stesso modo, anche se il protocollo presentato qui richiede ai partecipanti di essere in posizione seduta, sarebbero necessarie solo piccole modifiche hardware per rendere la transizione a più clinicamente posizioni rilevanti, come il bilanciamento in piedi o walprove re.

In entrambi gli esperimenti, il pulsante (s) può essere premuto con la mano, gamba, piede, o con altri mezzi, a seconda della specifica domanda di ricerca e risposta desiderata. Inoltre, ulteriori studi che impiegano questo protocollo di base possono essere utilizzati per esplorare gli effetti di differenti retroazione codifica strategie, località, e l'incorporazione in protesi nuove o esistenti. Ad esempio, in sede di attuazione di feedback vibro-tattile in protesi degli arti inferiori, può essere interessante per esaminare gli effetti della presa protesica e liner sulla sensibilità utente agli stimoli. Mentre i protocolli descritti in questo manoscritto richiedono l'attivazione semi-manuale dei motori vibranti (attraverso l'interfaccia), essi possono essere facilmente modificati per consentire l'attivazione del motore in risposta a misurazioni cinetiche o cinematici da sensori esterni. Utilizzando dispositivi di misurazione, come Imus, goniometri, sensori pressioni, ecc, al posto del pulsante, esperimenti possono essere conducted per esaminare i tempi di risposta utente più fisiologicamente rilevanti e la precisione al feedback vibro-tattile fornito. Questo tipo di studio dovrebbe impiegare un protocolli simili a quelli descritti negli esperimenti 1 e 2, ma richiederebbe un sistema di controllo aggiuntivo per convertire l'ingresso del sensore in istruzioni inviate ai motori vibratori, nonché modifiche al software di acquisizione dati per interfacciarsi con le nuove modifiche hardware.

Un esempio di implementazione di una risposta fisiologicamente rilevanti è quello di sostituire il pulsante con un goniometro per misurare variazioni di angolo del ginocchio. Per questo tipo di esperimento, il goniometro sarebbe montato sulla superficie laterale del ginocchio, e piuttosto che premendo il pulsante, partecipanti sarebbe incaricato di piegare il ginocchio ad un angolo di ginocchio pre-definito (ad esempio, 90 gradi) su percezione di una vibrazione del motore. tempi di reazione utente vengono definite come il tempo trascorso tra stimolo applicata e quando il un giuntoGLE deposita su o vicino al valore desiderato (ad esempio, 90 ° ± 10 °). la precisione Il movimento può anche essere valutata calcolando l'errore per cento tra il bersaglio e gli angoli raggiunti.

Negli ultimi dieci anni, numerosi studi hanno esplorato l'uso del feedback vibrotattile in una varietà di applicazioni biomeccaniche, compresa la sua efficacia come strumento di formazione per migliorare deambulazione e dell'equilibrio 14,15. La maggior parte di questi studi si sono concentrati sulle implicazioni cliniche di biofeedback, esaminare eventuali modifiche a specifici parametri cinetici o cinematici quando viene applicato il feedback vibro-tattile. Come tale, la maggior parte dei protocolli selezionare un singolo set di parametri di stimolazione, con poche esaminando sensibilità all'utente di posizione vibrazioni, ampiezza o pattern. Il protocollo presentato qui serve come un primo passo verso la percezione dell'utente intesa per vibrotattili stimoli che devono essere eseguite prima di valutare gli effetti di questi stimoli su specifica clincondizioni di iCal. Lavoro in più, come quello di Goodworth et al. 7,16, che ha esplorato varie strategie di codifica per tradurre le informazioni sensoriali in stimoli vibratori, e Crea et al. 12, che ha valutato la sensibilità all'utente di cambiamenti nei modelli di vibrazione, integrare questi esperimenti di fornire una comprensione più completa di come ottimizzare il feedback vibro-tattile per applicazioni specifiche biomeccanica.

Va notato che una limitazione fondamentale di questo sistema sperimentale, come con altri sistemi riportati in letteratura 5,6, spetta ai motori vibranti, la cui frequenza coppia vibrazioni e grandezza. Cioè, aumenti o diminuzioni di frequenza di vibrazione sono accompagnati da variazioni proporzionali ampiezza. La separazione di questi due parametri richiede un tipo differente di motore, ad esempio attuatori lineari risonanza, così come driver del motore più avanzate per alimentare i motori più sofisticati. Additaggiornamenti ionale all'interfaccia esistente sarebbe necessario per ospitare il nuovo hardware e il parametro di ampiezza aggiuntivo.

La procedura di calibrazione è fondamentale per il buon esito di questi esperimenti, e dovrebbe essere eseguita indipendentemente per ogni motore utilizzato negli esperimenti successivi. Mentre il rapporto ciclo di frequenza dazio deve essere nominalmente lo stesso tipo per motori identici, piccole differenze nella costruzione del motore possono tradursi in variazioni non banali alle frequenze risultanti. Ad esempio, mentre lo sviluppo di questa procedura, una frequenza di 180 Hz bersaglio è stato raggiunto utilizzando valori PWM vanno da 103-143 per i diversi motori.

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
Vibrating Pager Motors Precision Microdrives Model 310-101 Coin eccentric rotating mass motors.  As many as necessary to test all locations and interactions of interest
Tri-axis Accelerometer Dimension Engineering ADXL 335 Advanced analog accelerometer. 500 Hz bandwidth, 3.5-15 V input. Designed for motion, tilt, and slope measurement, as well as vibration and shock sensing.
Arduino Uno Arduino DEV-11021 Microcontroller board for communicating with the tri-axis accelerometer
Arduion Mega 2560 Arduino DEV-11061 Microcontroller board for interfacing with the vibration motors. 
LabVIEW National Instruments Data acquisition software used to control motors and display accelerometer signals
Arduino IDE Software Arduino v. 1.6.5
Push-Button Bridges Buddy Button Wired switch featuring a 2.5 in/6.35 cm activation surface that provides an auditory click and tactile feedback.
Optional:
Dedicated haptic motor driver Texas Instruments DRV2605L Can be used to replace the entire amplification circuit described in Step 1.
Flexible wearable goniometer Biometrics Ltd. SG110 Twin axis flexible goniometers to measure angles in up to two planes of movement that can be used in lieu of the push button to measure joint movement in response to stimuli.
www.biometricsltd.com/gonio.htm

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References

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