Резюме:

Потеря функциональности конечностей создает значительный дискомфорт человеку, ощутимо влияет на качество его жизни. На сегодняшний день усовершенствование миоэлектрических протезов, которые ныне являются самыми современными, способно устранить существующие недостатки и улучшить жизнь их пользователей в целом. В работе предложен метод модификации блока обработки электромиографических сигналов с помощью нейронной сети. Важным аспектом решения об использовании нейронных сетей для протезов с биоэлектрическим управлением является их универсальность и упрощение обучения пациента пользованию протезом в бытовых делах. Нейронные сети по состоянию на 2021 очень сильно развились и охватили каждую из сфер. Их метод обучения не слишком сложная задача и излишнее вмешательство не требуется. Тем не менее, существует и обратная сторона, которая заключается в сборе материала для обучения сети. Возраст, вес, рост, размер культи – все эти аспекты влияют на значение выходных электромиографических сигналов, потому это требует большой базы и описания каждого из сигналов. Миоэлектрические протезы на сегодня считаются самыми совершенными, они превращают мышечную активность в информацию, которую обрабатывает процессор и дает сигнал для электродвигателей, которые, в свою очередь, используют для управления движениями искусственных конечностей. Поскольку для работы используются батарея и электронные двигатели, для работы миоэлектрического протеза не требуется никаких громоздких ремней или упряжки. Основными недостатками этого вида протезов в настоящее время являются их вес и стоимость. Их большой вес обусловлен прежде всего тем, что миоэлектрический протез содержит батарею и электродвигатели, и, в отличие от приводящихся в действие телом протезов, не использует никаких жгутов для уравновешивания веса по всему телу. Другим недостатком миоэлектрических протезов является стоимость. Хотя в настоящее время он дороже, чем другие виды протезов, он также предлагает лучшее качество как по косметичности, так и по функциональности. Предлагаемая система управления биоэлектрическим протезом с модулем устройства позиционного восприятия позволяет специалистам в естественном режиме получить информацию о положении пальцев кисти, о начале движения, его окончании и процессе самого движения. Положительный эффект метода заключается в следующем: обеспечивается удобство пользования протезом при самообслуживании, повышается точность координации позиционного положения пальцев и дозирования усилия, благодаря чему сокращается время выполнения рабочих операций при выполнении целенаправленных действий. Так как система работает только для принятия и обработки электромиографического сигнала, основным модифицированным блоком будет являться электронный блок управления перемещением пальцев искусственной кисти. Именно он отвечает за принятие решений, какие именно входные данные будут принимать следующие элементы в схеме. Процесс выбора самого оптимального ответа сложный, это значит, что основную часть цены конечного продукта закрепляет на себе алгоритм принятия решения. Именно поэтому применение нейронной сети в этом блоке разумно с точки зрения цены и доступности, потому алгоритм работы и учебы сети не будет разниться от состояния, возраста и пола человека. Дальнейшее обучение нейронной сети можно разделить на несколько этапов, а именно нахождения результатов нейронов, подсчет результата погрешности в эпоху, нахождение ошибок в каждом слое, изменение коэффициентов веса между нейронами и последующее сохранение коэффициентов веса в подключенную базу данных. Таким образом, был разработан метод, который поможет решить современные недостатки активных миоэлектрических протезов, а именно цену и доступность для широких масс потребителей. Материалы работы могут быть использованы в практической деятельности специалистов, работающих в медицинской и биомедицинской отраслях.

Ключевые слова: протез, электромиографический сигнал, нейронная сеть, миографический протез, программное обеспечение, электрическая схема датчика

Кузовик В.Д. ¹, Яковенко Д.К. ², Монченко О.В. ¹, Тищенко Є.О. ¹ МЕТОД ПРОТЕЗУВАННЯ ПЕРЕДПЛІЧЧЯ З ВИКОРИСТАННЯМ НЕЙРОННОЇ МЕРЕЖІ // Биомедицинская инженерия и электроника. – 2021. – № 1;
URL: www.es.rae.ru/biofbe/221-1218 (дата обращения: 03.05.2024).

Сегодня: 448 | За неделю: 448 | Всего: 448

Комментарии (0)