Využití biosignálů v asistivních technologiích "Pokroky v biomedicínském inženýrství" Využití biosignálů v asistivních technologiích Ing. Jan Kauler, Ph.D. Ing. Zoltán Szabó, Ph.D. Katedra biomedicínské informatiky FBMI, ČVUT v Praze
Asistivní technologie pomoc pro nemocné a handicapované Asistivní technologie jsou technologie, jejichž účelem je usnadnění života nemocným a handicapovaným lidem. Lidé využívající tyto technologie se mohou lépe zapojit do běžných denních činností, čímž se zvyšuje kvalita jejich života. 23.11.2010
Biosignály Dělení biosignálů podle vzniku Biosignál lze chápat jako jakýkoliv změřený projev činnosti živého organizmu. Dělení biosignálů podle vzniku Aktivní biosignály - Mohou být tedy snímány pasivně. Takovéto biosignály souvisí s přesuny elektrického náboje a navenek se projevuje jako přímo změřitelné změny elektrického napětí. Jde zejm. o EMG nebo EOG. Pasivní biosignály - jsou projevem interakcí organizmu s fyzikálními či chemickými faktory. Typickým příkladem je interakce organizmu s rentgenovým zářením či s ultrazvukem. 23.11.2010
Katedra biomedicínské informatiky FBMI ČVUT Výzkum z oblasti asistivních technologií Realizované (Human-machine interface) robotická ruka ovládaná EMG počítačová myš ovládaná EMG a EOG Ve fázi výzkumu a budoucí směřování Kinematický a dynamický model funkční protézy lidské paže – vývoj paradigma řízení Využití umělé inteligence v asistivní robotice 23.11.2010
Robotická ruka ovládaná EMG Snímání EMG Předzpracování Řízení robotické ruky a) Žádaná poloha jednotlivých kloubů b) Žádaná poloha koncového bodu paže 23.11.2010
Geneze a zpracování EMG signálů Suma MUP signálů Řádově mV Velmi měkký zdroj napětí Snímání Zesílení Prahování Digitalizace 12 bipolárních elektrod + reference 23.11.2010
Řízení po jednotlivých kloubech Každá dvojice svalů ovládá přímo jeden servo motor Pohyb koncového bodu (zpracování inverzní úlohy kinematiky) v hlavě uživatele Výpočetně nenáročné Obtížnější pro uživatele
Řízení přímo koncového bodu Uživatel řídí koncový bod v osách x,y,z 23.11.2010
Newtonova iterační metoda - Zobecněné souřadnice na konci iteračního procesu. Nyní platí, že: X - Žádaná poloha koncového bodu v kartézském souř. syst. Rozdíl mezi skutečnou polohou a žádanou polohou koncového bodu kin. Řetězce: Ano Ne Výpočet inverzní úlohy kinematiky Numerická metoda Nelze využít klasické analytické metody zvolená chyba 23.11.2010
Počítačová myš ovládaná EOG Snímací elektrody Rozdílový zesilovač Filtr a posun stejnosměrné složky A/D převodník 23.11.2010
Budoucí směřování výzkumu Kinematický a dynamický model funkční protézy lidské paže 6. Inverzní dynamické řízení s PID regulátorem 23.11.2010
Děkuji Vám za pozornost 23.11.2010