Využití biosignálů v asistivních technologiích

Prezentace na téma: "Využití biosignálů v asistivních technologiích"— Transkript prezentace:

1 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

2 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.

3 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.

4 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

5 Robotická ruka ovládaná EMG
Snímání EMG Předzpracování Řízení robotické ruky a) Žádaná poloha jednotlivých kloubů b) Žádaná poloha koncového bodu paže

6 Geneze a zpracování EMG signálů
Suma MUP signálů Řádově mV Velmi měkký zdroj napětí Snímání Zesílení Prahování Digitalizace 12 bipolárních elektrod + reference

7 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

8 Řízení přímo koncového bodu
Uživatel řídí koncový bod v osách x,y,z

9 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

10 Počítačová myš ovládaná EOG
Snímací elektrody Rozdílový zesilovač Filtr a posun stejnosměrné složky A/D převodník

11 Budoucí směřování výzkumu
Kinematický a dynamický model funkční protézy lidské paže 6. Inverzní dynamické řízení s PID regulátorem

12 Děkuji Vám za pozornost