Система керування механізмом кисті на основі ЕМГ-сигналів
Вантажиться...
Дата
2025
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Актуальність: втрата верхніх кінцівок внаслідок травм або захворювань є серйозною медико-соціальною проблемою, що вимагає ефективних засобів реабілітації. Сучасні біонічні протези забезпечують відновлення функцій, проте висока вартість та складність налаштування обмежують їх доступність. Розробка адаптивних систем керування на основі поверхневої електроміографії (sEMG) дозволяє створити більш доступні та функціональні протези, що здатні точно інтерпретувати наміри користувача.
Метою магістерської дисертації є розробка апаратно-програмної системи керування електромеханічним макетом кисті з використанням сигналів електроміографії для забезпечення базових хватів.
Задачі магістерської дисертації:
1. Оглянути існуючі методи реєстрації та обробки ЕМГ-сигналів у системах керування протезами верхніх кінцівок.
2. Обґрунтувати вибір елементної бази (сенсорів, мікроконтролера, приводів) та розробити структурну схему системи.
3. Розробити алгоритми цифрової обробки сигналів (фільтрація, виділення огинаючої) та логіку керування механізмом кисті.
4. Провести експериментальне тестування розробленої системи на макеті, оцінити швидкість реакції та точність відтворення рухів.
Об’єктом дослідження є процес реєстрації та обробки біоелектричних сигналів для керування електромеханічними пристроями реабілітаційного призначення.
Предметом дослідження є апаратно-програмні засоби та алгоритми розпізнавання патернів ЕМГ-сигналів для керування рухом механізму кисті.
Методи дослідження: у роботі використано: методи цифрової обробки сигналів (фільтрація, згладжування) для покращення якості ЕМГ; схемотехнічне моделювання; програмування мікроконтролерів; методи експериментального дослідження для перевірки працездатності прототипу.
Наукова новизна магістерської дисертації полягає у вдосконаленні алгоритму порогового детестування м’язової активності, що дозволяє підвищити стабільність розпізнавання керуючих сигналів в умовах дії завад при використанні доступної елементної бази.
Практична цінність роботи полягає у створенні діючого прототипу системи керування, яка може бути використана як базова платформа для розробки недорогих біонічних протезів або тренажерів для реабілітації пацієнтів з порушенням моторики.
Опис
Ключові слова
електроміографія, система керування, протезування, мікроконтролер, сервопривод, обробка сигналів, біоніка, electromyography, control system, prosthetics, microcontroller, servo drive, signal processing, bionics
Бібліографічний опис
Тодоров, Я. С. Система керування механізмом кисті на основі ЕМГ-сигналів : магістерська дис. : 163 Біомедична інженерія / Тодоров Ярослав Сергійович. - Київ,2025. - 85 с.