Система керування механізмом кисті на основі ЕМГ-сигналів

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorБогданова, Тетяна Леонідівна
dc.contributor.authorТодоров, Ярослав Сергійович
dc.date.accessioned2026-02-23T11:04:17Z
dc.date.available2026-02-23T11:04:17Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractАктуальність: 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.
dc.description.abstractotherRelevance: the loss of upper limbs due to injury or disease is a serious medical and social problem that requires effective means of rehabilitation. Modern bionic prostheses provide functional recovery, but their high cost and complexity of adjustment limit their availability. The development of adaptive control systems based on surface electromyography (sEMG) allows the creation of more affordable and functional prostheses that are capable of accurately interpreting the user's intentions. The aim of the master's thesis is to develop a hardware and software control system for an electromechanical hand model using electromyography signals to provide basic grips. The objectives of the master's thesis are: 1. To review existing methods of recording and processing EMG signals in upper limb prosthesis control systems. 2. To justify the choice of components (sensors, microcontroller, drives) and develop a structural diagram of the system. 3. Develop algorithms for digital signal processing (filtering, envelope detection) and logic for controlling the hand mechanism. 4. Conduct experimental testing of the developed system on a mock-up, evaluate the response speed and accuracy of movement reproduction. The object of the study is the process of recording and processing bioelectric signals for controlling electromechanical devices for rehabilitation purposes. The subject of the study is hardware and software tools and algorithms for recognising EMG signal patterns to control the movement of the hand mechanism. Research methods: the work uses digital signal processing methods (filtering, smoothing) to improve EMG quality; circuit modelling; microcontroller programming; experimental research methods to test the prototype's performance. The scientific novelty of the master's thesis lies in the improvement of the threshold detection algorithm for muscle activity, which allows to increase the stability of control signal recognition in the presence of interference when using an affordable component base. The practical value of the work lies in the creation of a working prototype of a control system that can be used as a basic platform for the development of inexpensive bionic prostheses or trainers for the rehabilitation of patients with motor disorders.
dc.format.extent85 с.
dc.identifier.citationТодоров, Я. С. Система керування механізмом кисті на основі ЕМГ-сигналів : магістерська дис. : 163 Біомедична інженерія / Тодоров Ярослав Сергійович. - Київ,2025. - 85 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/78955
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectелектроміографія
dc.subjectсистема керування
dc.subjectпротезування
dc.subjectмікроконтролер
dc.subjectсервопривод
dc.subjectобробка сигналів
dc.subjectбіоніка
dc.subjectelectromyography
dc.subjectcontrol system
dc.subjectprosthetics
dc.subjectmicrocontroller
dc.subjectservo drive
dc.subjectsignal processing
dc.subjectbionics
dc.subject.udc615.477.21
dc.titleСистема керування механізмом кисті на основі ЕМГ-сигналів
dc.typeMaster Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Todorov_magistr.pdf
Розмір:
2.4 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (БМІ)
Магістерські роботи