Sistema de interfaz humano-máquina controlado por la cabeza y la voz para prótesis transhumerales
Autores: Molina Arias, Ludwin; Iwaniec, Marek; Pirowska, Paulina; Smolen, Magdalena; Augustyniak, Piotr
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Sistema de interfaz humano-máquina controlado por la cabeza y la voz para prótesis transhumerales
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Diseño
Miembros artificiales
Tema de investigación
Sistemas electromecánicos
Interfaces Humano-Máquina (HMIs)
Estrategia de control.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
El diseño de miembros artificiales es un tema de investigación que ha atraído considerable interés de investigadores en diversos campos de estudio, como la mecánica, la electrónica, la robótica y la neurociencia. Los esfuerzos continuos se están realizando para construir sistemas electromecánicos funcionalmente equivalentes a los miembros originales y desarrollar estrategias para controlarlos adecuadamente según las intenciones del usuario. La creación de Interfaces Hombre-Máquina (IHMs) es un punto clave en el desarrollo de prótesis de miembros superiores, ya que las acciones realizadas con los miembros superiores carecen de patrones fijos, a diferencia de la naturaleza más predecible de los movimientos de miembros inferiores. Este documento presenta el desarrollo de un sistema de IHM para el control de una prótesis transhumeral. La IHM se basa en una estrategia de control híbrido que utiliza comandos de voz para activar movimientos de la prótesis y regula la fuerza de agarre aplicada cuando el usuario gira la cabeza. Se construyó un prototipo de prótesis utilizando tecnología 3D y se realizaron pruebas para probar la estrategia de control propuesta en condiciones de laboratorio. También se realizaron simulaciones numéricas para estimar la fuerza de agarre generada. Los resultados obtenidos muestran que la prótesis propuesta con la IHM dedicada es una prometedora alternativa de bajo costo a las soluciones actuales. El sistema de control híbrido propuesto es capaz de reconocer la voz del usuario con una precisión de hasta el 90%, controlando las articulaciones de la prótesis y ajustando la fuerza de agarre según los deseos del usuario.
Descripción
El diseño de miembros artificiales es un tema de investigación que ha atraído considerable interés de investigadores en diversos campos de estudio, como la mecánica, la electrónica, la robótica y la neurociencia. Los esfuerzos continuos se están realizando para construir sistemas electromecánicos funcionalmente equivalentes a los miembros originales y desarrollar estrategias para controlarlos adecuadamente según las intenciones del usuario. La creación de Interfaces Hombre-Máquina (IHMs) es un punto clave en el desarrollo de prótesis de miembros superiores, ya que las acciones realizadas con los miembros superiores carecen de patrones fijos, a diferencia de la naturaleza más predecible de los movimientos de miembros inferiores. Este documento presenta el desarrollo de un sistema de IHM para el control de una prótesis transhumeral. La IHM se basa en una estrategia de control híbrido que utiliza comandos de voz para activar movimientos de la prótesis y regula la fuerza de agarre aplicada cuando el usuario gira la cabeza. Se construyó un prototipo de prótesis utilizando tecnología 3D y se realizaron pruebas para probar la estrategia de control propuesta en condiciones de laboratorio. También se realizaron simulaciones numéricas para estimar la fuerza de agarre generada. Los resultados obtenidos muestran que la prótesis propuesta con la IHM dedicada es una prometedora alternativa de bajo costo a las soluciones actuales. El sistema de control híbrido propuesto es capaz de reconocer la voz del usuario con una precisión de hasta el 90%, controlando las articulaciones de la prótesis y ajustando la fuerza de agarre según los deseos del usuario.