1 / 10 Next Page
Information
Show Menu
1 / 10 Next Page
Page Background

Инженерный журнал: наука и инновации

# 6·2017 1

УДК 004.896:007.5:62-529 DOI 10.18698/2308-6033-2017-6-1623

Применение данных электромиографии в системах

управления экзоскелетными устройствами

© А.И. Гаврилов, Со Со Тав У

МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия

Рассмотрены вопросы построения биоинформационной системы на основе данных

электромиографии. Предложена многоуровневая структура обработки ЭМГ-

сигналов, отражающая информацию о движении лучезапястного сустава и обес-

печивающая определение типа движения с использованием классификатора на

основе нечеткой логики. Классификатор типа движений лучезапястного сустава

продемонстрировал высокую точность (вероятность) распознавания (до 93 %) в

режиме реального времени. Представленная структура программно-аппаратной

системы анализа данных электромиографии и алгоритмы детектирования дви-

жений могут быть использованы как для лабораторных исследований, так и для

прототипирования систем биоуправления экзоскелетными устройствами.

Ключевые слова:

нечеткая логика, электромиография, распознавание образов,

биоуправление, прототипирование, экзоскелетное устройство

Введение.

Неинвазивная электромиография (ЭМГ) является эф-

фективным средством реализации человеко-машинных интерфейсов в

современных мехатронных системах. Наиболее перспективная сфера

применения биоинформационных систем на основе данных ЭМГ —

создание экзоскелетных устройств с биоуправлением [1]. Данные

устройства относятся к человеко-машинным системам, применяемым

для расширения функциональных возможностей человека. Так, реаби-

литационные экзоскелетные устройства предназначены для восстанов-

ления двигательных функций конечностей человека. Эти устройства

предоставляют возможность движения по заданной программе для реа-

билитации конечностей человека, утративших по каким-то причинам

двигательную функцию, или дают возможность парализованной ко-

нечности манипулировать объектами с компенсацией сил тяжести.

Другой тип экзоскелетов включает устройства, предназначенные для

разгрузки. Их цель — обеспечить распределение нагрузки на элемен-

ты конструкции при ходьбе или поднятии тяжестей. Применение та-

ких типов экзоскелетных устройств актуально в чрезвычайных ситу-

ациях, а также при выполнении задач, связанных с перемещением

тяжелых грузов. Экзоскелеты, созданные для работы с объектами

виртуальной реальности, позволяют ощутить эти объекты и воздей-

ствовать на них.

Модели экзоскелетной системы.

В работе рассматриваются

обобщенная функциональная модель экзоскелетной системы и кине-