Формирование позиционной обратной связи в системе биоэлектрического и миотонического методов управления искусственной кистью протеза руки

Авторы:

Буров Геннадий Николаевич, кандидат технических наук, руководитель научного направления, Федеральное государственное бюджетное учреждение «Федеральный научный центр реабилитации инвалидов им. Г.А. Альбрехта» Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации, ул. Бестужевская, 50, Санкт-Петербург, 195067, Российская Федерация, e-mail: zxzy@yandex.ru

Большаков Владимир Александрович, руководитель проектно-конструкторского отдела, Федеральное государственное бюджетное учреждение «Федеральный научный центр реабилитации инвалидов им. Г.А. Альбрехта» Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации, ул. Бестужевская, 50, Санкт-Петербург, 195067, Российская Федерация, e-mail: pko09_903@mail.ru

Белянин Олег Леонидович, руководитель отдела биомеханических исследований опорно-двигательной системы, Федеральное государственное бюджетное учреждение «Федеральный научный центр реабилитации инвалидов им. Г.А. Альбрехта» Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации, ул. Бестужевская, 50, Санкт- Петербург, 195067, Российская Федерация, e-mail: belynin.oleg41@bk.ru

Дробаха Алёна Сергеевна, младший научный сотрудник, Федеральное государственное бюджетное учреждение «Федеральный научный центр реабилитации инвалидов им. Г.А. Альбрехта» Министерства труда и социальной защиты Российской Федерации, ул. Бестужевская, 50, Санкт-Петербург, 195067, Российская Федерация, e-mail: drobaha-alena@mail.ru

Аннотация:

Введение. Целенаправленные процессы, выполняемые человеком для удовлетворения различных потребностей, представляют собой организованную и упорядоченную совокупность действий — операций, которые делятся на два основных вида: рабочие операции и операции управления. Особенно это относится к устройствам, выполняющим нетиповые двигательные акты. Разработка систем управления движением пальцев искусственной кисти для протезирования инвалидов с ампутационными дефектами предплечья и плеча является актуальной задачей.
Целью настоящей работы является формирование позиционной обратной связи в системах биоэлектрического и миотонического управления движением пальцев искусственной кисти при протезировании инвалидов с ампутационными дефектами предплечья и плеча.
Материалы и методы. Для достижения указанной цели исследованы и разработаны некоторые методы очувствления подвижности сегментов рук с ампутационными дефектами предплечья и плеча при миотоническом или биоэлектрическом управлении; исследованы динамические тактильные ощущения как источник информации о позиционном положении пальцев искусственной кисти. Для проведения указанных выше экспериментов сконструирован стационарный модуль позиционного очувствления.
Результаты. В процессе дальнейшего исследования выполнена предварительная проработка нового устройства позиционного очувствления — активной манжеты, применение которой предусматривается в качестве составной части системы управления протезом предплечья, снабжённого искусственной кистью с задающим датчиком.
Обсуждение. При рассмотрении современных образцов протезов кисти, а именно: протезов кисти bebionic или Michelangelo, а также протезов предплечья MyoFacil и руки DinamicArm, отмечая их высокую функциональность, надо признать, что отсутствие обратной связи при управлении пальцами искусственной кисти затрудняет манипуляцию с предметами, так как оператор-инвалид не имеет информации о положении пальцев кисти в процессе управления, например, при работе за каким-нибудь препятствием.
Заключение. Устройство позиционного очувствления позволяет инвалиду-оператору в естественном режиме получить информацию о положении пальцев кисти, о начале и окончании движения и процессе самого движения.

Список цитируемой литературы:

1. Корендясев, А. И., Саламандра Б. Л., Тивес Л. И. Теоретические основы робототехники; Книга 1. — М.: Наука, 2006. — 383 с. — ISBN 5-02-034439-7.
2. Юревич, Е. И. Основы робототехники. — Санкт- Петербург: издательство БХВ-Петербург, 2005. — 412 С.
3. Смирнова, Л. М., Гаевская О. Е., Белянин О. Л. Возможности использования тактильных стимулов для роботизированной кисти протеза предплечья «Биотехносфера», 2018. — № 1. — С. 23 — 27.
4. Ackerley R., Kavounoudias A. (2015) The role of tactile afference in shaping motor behavior and implications for prosthetic innovation “Neuropsychology”, Volume 79, Part B, December, Pages 192-205.
5. Watve S., Dodd G., MacDonald R., Stoppard E. R. (2011) Upper limb prosthetic rehabilitation “Orhopaedic send Trauma”, Volume 25, Issue 2, April, Pages 135-142.
6. appassov, Z., Corrales J. A., Perdereau V. (2015) Tactile sensing index terous robot hands Review hands “Robot icsand Autunomous Systems” Volume 74, PartADecember, Pages 195-220.