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人机交互遥操作机器人技术前沿和发展趋势——访东南大学宋爱国教授
1
作者 张莹 宋爱国 《微纳电子与智能制造》 2022年第2期1-3,共3页
面对未知的环境,仅靠机器人还达不到人的智能水平,需要将人的智能引入机器人的智能系统,人和机器人协助配合,共同完成危险和有害环境下的未知的复杂任务。人机交互遥操作机器人技术需要突破力触觉感知技术、力触觉反馈技术、力触觉的控... 面对未知的环境,仅靠机器人还达不到人的智能水平,需要将人的智能引入机器人的智能系统,人和机器人协助配合,共同完成危险和有害环境下的未知的复杂任务。人机交互遥操作机器人技术需要突破力触觉感知技术、力触觉反馈技术、力触觉的控制和视觉跟力触觉融合4个方面的问题,人机交互遥控操作机器人可广泛应用于探月工程、国家载人航天工程、核电安全、养老助老及康复领域并发挥重要作用。《微纳电子与智能制造》杂志有幸采访到东南大学宋爱国教授为读者讲述人机交互遥操作机器人技术进展。 展开更多
关键词 人机交互 遥操作机器人 力触觉
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基于改进卷积注意力机制的触觉图像识别
2
作者 熊鹏文 陈志远 +1 位作者 廖俊杰 宋爱国 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期175-182,共8页
为了改善传统轻量化网络对触觉图像全局特征提取能力差的问题,提出一种基于轻量化网络提高触觉图像感知分类的新算法,通过将卷积块注意力模块(CBAM)引入坐标注意力机制(CA)来增强特征信息表达能力.利用CA采取空间全局信息并嵌入通道注意... 为了改善传统轻量化网络对触觉图像全局特征提取能力差的问题,提出一种基于轻量化网络提高触觉图像感知分类的新算法,通过将卷积块注意力模块(CBAM)引入坐标注意力机制(CA)来增强特征信息表达能力.利用CA采取空间全局信息并嵌入通道注意中,使卷积网络能够在较全面的区域捕获注意力权重.结果表明:所提算法优于现有轻量化网络算法;该算法对GelSight数据集、多模态传感器数据集2种触觉图像进行分类识别测试,在分类表现中分辨正确率分别达到了88.2%和94.4%;相比于传统的CBAM注意力模型、自注意力模型(SENet)和仅有LeNet的神经网络,该算法对触觉图像的识别能力在GelSight数据集上分别提高了8.7%、8.7%和3.0%,在多模态传感器数据集上分别提高了13.3%、13.4%和4.8%. 展开更多
关键词 触觉图像 轻量化 注意力机制 坐标注意力
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用于触摸屏交互的可穿戴指端力反馈系统设计
3
作者 吴常铖 任建利 +2 位作者 曹青青 周东斌 宋爱国 《测控技术》 2024年第4期29-34,共6页
力触觉再现技术在增强用户与触摸屏交互的真实感和沉浸感方面发挥着越来越重要的作用,设计了一种面向触摸屏图像信息感知的可穿戴指端力反馈装置。设计基于线绳牵引驱动的指端力反馈机构,将装置分为驱动和可穿戴部分,使其具备小巧、轻... 力触觉再现技术在增强用户与触摸屏交互的真实感和沉浸感方面发挥着越来越重要的作用,设计了一种面向触摸屏图像信息感知的可穿戴指端力反馈装置。设计基于线绳牵引驱动的指端力反馈机构,将装置分为驱动和可穿戴部分,使其具备小巧、轻便、易佩戴的特点。设计测控系统,实现了输出反馈力的检测和控制。研究图像信息提取和力触觉建模算法,获取图像中物体的三维特征信息,配合力反馈装置和测控系统实现图像纹理高度、外形轮廓信息再现反馈。实验结果表明,该装置最大可以提供5.3 N的反馈力,能够帮助用户感知触摸屏中图像的高度和形状信息。 展开更多
关键词 可穿戴 触摸屏交互 力反馈 虚拟现实
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一种悬浮扑翼机器人的视觉自主避障方法研究
4
作者 周煜 张军 宋爱国 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期289-298,共10页
提出了一种基于视觉感知的悬浮扑翼机器人自主避障方案,以满足室内障碍物环境中低速、安全和长航时飞行要求。首先,借鉴鸟类视觉避障原理,提出了一种基于光流视觉检测的避障方法,用于识别动、静态障碍物;其次,设计了一种氦气球与扑翼结... 提出了一种基于视觉感知的悬浮扑翼机器人自主避障方案,以满足室内障碍物环境中低速、安全和长航时飞行要求。首先,借鉴鸟类视觉避障原理,提出了一种基于光流视觉检测的避障方法,用于识别动、静态障碍物;其次,设计了一种氦气球与扑翼结合的飞行机器人,利用氦气浮力提供主要升力,扑翼运动提供推进力和次要升力,并设计了飞行控制方法以满足稳定飞行及避障的要求;最后,制作了机器人样机,测试了其飞行性能和自主避障能力,并与其他障碍物检测算法进行了对比。结果表明,样机的直飞航向偏移为5.52°,转弯速度可达23°/s,并以6.1 ms的单帧检测时间达到77%的避障成功率,证明其能够实现低速悬浮飞行和自主避障,为其开展室内探测任务奠定了基础。 展开更多
关键词 扑翼机器人 悬浮机器人 自主避障 光流 飞行控制
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基于眼动信号的感兴趣检测方法研究
5
作者 王新志 曾洪 +1 位作者 张华宇 宋爱国 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第3期14-17,共4页
为了使机器智能达到人类的识别能力,需要提供标注的难例样本。常用的键盘、鼠标等标注方式效率较低,基于眼动信号的标注方式无需手动操作,但目前研究多采用依赖特征工程的浅层模型实现感兴趣检测以标注样本。针对浅层模型存在的问题,基... 为了使机器智能达到人类的识别能力,需要提供标注的难例样本。常用的键盘、鼠标等标注方式效率较低,基于眼动信号的标注方式无需手动操作,但目前研究多采用依赖特征工程的浅层模型实现感兴趣检测以标注样本。针对浅层模型存在的问题,基于特征通道权重重分配多尺度残差网络模型对注视序列分类以实现感兴趣检测,并通过对比实验验证本文方法的有效性。实验结果表明:提出的多尺度残差网络模型分类精度达到96%,较现有基于浅层模型的方法和未改进的基于深层模型的方法,显著提升了感兴趣检测的精度和鲁棒性。 展开更多
关键词 视线追踪 眼动事件检测 时间序列分类 多尺度残差网络 感兴趣检测
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肌电控制虚拟现实游戏的腕部训练系统研究
6
作者 段银鑫 曾洪 宋爱国 《南京信息工程大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期76-82,共7页
针对传统腕部康复训练方法训练内容枯燥、用户参与训练的积极性低导致训练效率低的问题,设计了一种肌电控制虚拟现实游戏的腕部训练系统.采集腕部运动时的表面肌电信号,并通过肌肉协同原理解码出腕关节运动意图,用于虚拟现实游戏的控制... 针对传统腕部康复训练方法训练内容枯燥、用户参与训练的积极性低导致训练效率低的问题,设计了一种肌电控制虚拟现实游戏的腕部训练系统.采集腕部运动时的表面肌电信号,并通过肌肉协同原理解码出腕关节运动意图,用于虚拟现实游戏的控制;在虚拟现实游戏中引入随机干扰力,通过阻抗控制的方式实现与虚拟现实环境的交互,使得用户可以探索不同的运动控制方式.通过模型标定实验,验证了系统的可行性,并且开展了训练实验,通过评估任务的完成时间以及路径效率评估训练效果.实验结果表明,通过引入随机干扰力进行训练相对于无随机干扰力进行训练,任务的完成时间减少了24%,路径效率提升了26%,所设计的训练系统可以使得用户以更高效方法进行运动控制,提高了训练的效率. 展开更多
关键词 表面肌电 虚拟现实游戏 肌肉协同 随机干扰力 阻抗控制
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面向输电线路铁塔组立施工承力系统安全检测的力传感器设计
7
作者 刘源 熊鹏文 +5 位作者 曾云飞 龚文凯 郭政 林志驰 甘帆 宋爱国 《中国测试》 CAS 北大核心 2024年第3期116-122,共7页
现阶段,输电线路铁塔组立工艺在承力系统吊装施工过程中,安全措施主要依赖施工人员的施工经验、人工监测以及视频监控等方式,严重缺乏直观可视的保障手段;在针对施工过程受力检测方案中,缺少适配范围广,安装简便,与现有工艺结合性强的... 现阶段,输电线路铁塔组立工艺在承力系统吊装施工过程中,安全措施主要依赖施工人员的施工经验、人工监测以及视频监控等方式,严重缺乏直观可视的保障手段;在针对施工过程受力检测方案中,缺少适配范围广,安装简便,与现有工艺结合性强的设备。为解决上述问题,在铁塔组立吊装过程中,选择抱杆、钢丝绳和卸扣主要承力部件作为检测对象,检测包括抱杆姿态、钢丝绳张力和姿态、卸扣所受拉力和姿态等数据;与传统串联型力传感器相比,该文在不改变钢丝绳外在结构的情况下,依靠绳索端固定的卸扣实现准确的力感知;针对D型卸扣设计可包覆、可拆卸专用的触感单元支架,然后通过受力分析与仿真,得到施力下的力敏感区域,并将应变片贴置于力敏感区域。最后通过仿真与实验,证明该文设计的力传感器能够实现输电线路铁塔组立施工承力检测。 展开更多
关键词 铁塔组立 抱杆 钢丝绳 力传感器
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海上跨平台无人系统机动组网与智能控制技术
8
作者 张婷婷 邓志良 +4 位作者 刘云平 王聪 胡凯 曾洪 宋爱国 《无线电工程》 2024年第2期239-248,共10页
针对海况复杂、无通信基础设施的海洋环境,传统的海洋观测设备和方法缺乏灵活性和智能性的问题,分别在无人系统海洋自组网技术、无人系统智能控制理论、海上无人系统集群智能控制技术等方面进行分析,提出了一个海气界面水文气象参数追... 针对海况复杂、无通信基础设施的海洋环境,传统的海洋观测设备和方法缺乏灵活性和智能性的问题,分别在无人系统海洋自组网技术、无人系统智能控制理论、海上无人系统集群智能控制技术等方面进行分析,提出了一个海气界面水文气象参数追踪测量与快速机动组网观测系统的方案,通过无人系统自适应组网和多智能体协同探测技术,实现了海上自主接入快速组网和数据自动传输,并成功应用于海上探测案例中。开发了新一代异构多智能体快速机动协同组网海气界面观测系统,完成了海域跨平台无人系统机动组网与数据驱动的追踪探测任务,为海洋信息网络系统领域的发展提供了重要参考和支撑。 展开更多
关键词 海上探测 无人系统 机动组网 海气测量 海洋信息网络系统
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基于触觉交互界面的虚拟现实警务训练系统
9
作者 张金文 张伟 宋爱国 《测控技术》 2024年第4期83-88,94,共7页
虚拟现实凭借着其高沉浸感的体验,在警务仿真培训中有着广泛应用,由于商用虚拟现实系统多关注视觉反馈,难以使用标准的手控器为警务培训提供逼真的触觉交互体验。触觉交互界面基于多功能的离散单点触控交互系统,可实现虚拟现实中的道具... 虚拟现实凭借着其高沉浸感的体验,在警务仿真培训中有着广泛应用,由于商用虚拟现实系统多关注视觉反馈,难以使用标准的手控器为警务培训提供逼真的触觉交互体验。触觉交互界面基于多功能的离散单点触控交互系统,可实现虚拟现实中的道具操作直接交互,针对虚拟训练中的警务场景,该系统能够识别用户所选道具,并响应用户的交互动作,以提高虚拟现实系统的交互真实性。该系统使用HTC Vive追踪器对用户进行运动捕捉,以生成人体骨架驱动虚拟代理。同时,使用单片机获取并处理用户的道具选择信息及用户与道具的交互信息,再通过蓝牙通信传输至上位机。硬件设计采用STM32F103系列中的C8T6最小系统板,相关功能通过软件Keil5编程实现。实验验证了系统的正确性和可行性,能够提供多样的物理触觉代理,增强了虚拟环境中的交互体验。该系统为虚拟现实交互技术提供了新的思路和方向,具有很好的应用前景。 展开更多
关键词 虚拟现实 触觉输入装置 触觉传感器 人机交互 多道具识别
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基于频域控制约束的物理神经网络非线性系统预测方法
10
作者 钱夔 宋爱国 田磊 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期227-234,共8页
针对现有物理信息神经网络利用数值模拟近似物理控制方程带来的高计算代价、边界条件限制等问题,提出一种基于频域控制约束的物理神经网络非线性系统预测方法。首先构建时序特征交替更新的非线性预测网络模型,再在频域建立基于傅里叶谱... 针对现有物理信息神经网络利用数值模拟近似物理控制方程带来的高计算代价、边界条件限制等问题,提出一种基于频域控制约束的物理神经网络非线性系统预测方法。首先构建时序特征交替更新的非线性预测网络模型,再在频域建立基于傅里叶谱方法(FSM)的物理控制方程约束,时空数据在网络模型与频域控制约束耦合下实现无标签数据加速训练,完成系统演化学习。最后在Burgers系统上进行湍流预测验证,实验结果表明该方法可在物理规则约束下实现无标签非线性复杂建模,对比主流PINN模型及其变体,具有更快的学习速度与预测准确率。在t≤0.25 s、t≤0.5 s短时预测情况下,经前期20次训练后系统预测均方误差(MSE)相比主流基准模型同期预测,MSE降低了86%与95%,在t≤2 s长时预测情况下,经充分训练后系统预测MSE能降低80%。 展开更多
关键词 物理信息神经网络 傅里叶谱方法 频域控制方程约束 Burgers系统 非线性系统预测
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基于点线特征的通风管道建模与管内定位方法
11
作者 季宇航 宋爱国 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期272-279,共8页
为解决在通风管道环境下场景构型单一、传统视觉特征点稀疏的问题,利用前后两个单目相机和左右两个线阵激光雷达作为主要传感设备,提出一种基于点线特征的管道建模与管内定位方法。首先,利用LaneNet网络和改进的随机抽样一致算法提取四... 为解决在通风管道环境下场景构型单一、传统视觉特征点稀疏的问题,利用前后两个单目相机和左右两个线阵激光雷达作为主要传感设备,提出一种基于点线特征的管道建模与管内定位方法。首先,利用LaneNet网络和改进的随机抽样一致算法提取四条管壁边线特征,再利用图像中的几何和空间约束筛选局部直线分割算法的检测结果,得到管道连接处的两条竖直线特征。接着利用线阵激光雷达计算管道宽度和机器人偏航角,恢复了管道连接处线特征的深度信息并求解得到管道高度。最后建立管道地图坐标系并推算机器人的二维坐标位置和管道长度。实验结果表明,定位的相对误差在9.8 cm以内,管道建模的相对误差在2.9 cm以内,能够满足机器人在管道内巡检作业时的建模与定位需求。 展开更多
关键词 点线特征 相机投影 RANSAC 视觉定位 尺寸估计
原文传递
基于地面约束和主成分分析特征提取的室内激光SLAM系统
12
作者 高震宇 王少虎 +1 位作者 缪天缘 宋爱国 《载人航天》 CSCD 北大核心 2024年第2期150-159,共10页
针对室内同步定位和建图(SLAM)存在特征点稳定性不足及垂直方向误差累积的问题,提出了一种基于地面约束和主成分分析特征提取的室内激光SLAM系统。首先,通过主成分分析方法提取出代表性强、稳定性强的特征点,从而提高特征匹配和位姿优... 针对室内同步定位和建图(SLAM)存在特征点稳定性不足及垂直方向误差累积的问题,提出了一种基于地面约束和主成分分析特征提取的室内激光SLAM系统。首先,通过主成分分析方法提取出代表性强、稳定性强的特征点,从而提高特征匹配和位姿优化的准确性;然后,在特征提取模块和建图模块分别检测地面,并将地面约束加入到位姿的计算中。实验结果表明:在各种室内环境中,相较于其他激光SLAM方法,在保证实时效率的同时,本文算法可有效地提高定位精度并减小垂直方向的误差。 展开更多
关键词 同步定位和建图 激光雷达 特征提取 地面分割
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力触觉反馈装置发展概述
13
作者 唐子涵 喻炜 +2 位作者 祝佳航 宋爱国 杨本植 《测控技术》 2024年第4期1-11,28,共12页
力触觉反馈技术起源于主从机器人领域,能够给操作者带来真实沉浸的体验,提高操作效率。近年来,随着遥操作、虚拟现实等技术的发展,力触觉反馈装置得到了研究人员的高度关注。首先,简要总结了力触觉反馈技术的发展状况;然后,对现有力触... 力触觉反馈技术起源于主从机器人领域,能够给操作者带来真实沉浸的体验,提高操作效率。近年来,随着遥操作、虚拟现实等技术的发展,力触觉反馈装置得到了研究人员的高度关注。首先,简要总结了力触觉反馈技术的发展状况;然后,对现有力触觉反馈装置进行了分类,介绍了近年来力触觉反馈装置的研究情况;最后,针对现有研究,分析和阐述了力触觉反馈装置的发展趋势,并指出了目前存在的问题,对力触觉反馈装置未来所面临的机遇与挑战提出了一些见解。 展开更多
关键词 力反馈 触觉反馈 人机交互 研究现状
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基于多目标优化的工业机器人位置与姿态精度提升方法
14
作者 乔贵方 蒋欣怡 +3 位作者 高春晖 刘娣 宋爱国 宋光明 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期217-224,共8页
高端制造领域对工业机器人的精度性能要求越来越高。为提升工业机器人末端的位姿精度性能,本文首先构建了基于改进DH(M-DH)的全位姿运动学误差模型,该模型能较好地描述工业机器人的误差特性。其次,本文分别构建了位置和姿态的误差适应... 高端制造领域对工业机器人的精度性能要求越来越高。为提升工业机器人末端的位姿精度性能,本文首先构建了基于改进DH(M-DH)的全位姿运动学误差模型,该模型能较好地描述工业机器人的误差特性。其次,本文分别构建了位置和姿态的误差适应度函数,并结合多目标粒子群优化(MOPSO)算法实现运动学参数的精确辨识,解决了位置误差和姿态误差的量纲不同和量级相差较大的问题。最后通过实验验证了基于MOPSO算法的有效性。实验结果表明Staubli TX60工业机器人的平均位置误差和平均姿态误差分别降低了81.04%和66.64%,并且与最小二乘(LM)算法、天牛须搜索群优化(BSO)算法以及粒子群优化(PSO)算法等单目标优化算法相比,本文的MOPSO优化算法在运动学参数辨识的泛化能力和在最大位姿误差的优化效果均最好。 展开更多
关键词 多目标优化 工业机器人 参数辨识 精度提升 适应度函数
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基于贝叶斯优化的康复训练参与度自适应增强方法研究
15
作者 曾洪 陈晴晴 +2 位作者 李潇 张建喜 宋爱国 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第8期2770-2779,共10页
针对现有的评估被试主动参与度指标建模复杂以及训练强度与被试运动能力及参与度不匹配等问题,该文提出一种基于贝叶斯优化的挑战型力控制器自适应增强康复训练参与度的方法。首先使用基于表面肌电信号(sEMG)表征的肌肉激活度来评估被... 针对现有的评估被试主动参与度指标建模复杂以及训练强度与被试运动能力及参与度不匹配等问题,该文提出一种基于贝叶斯优化的挑战型力控制器自适应增强康复训练参与度的方法。首先使用基于表面肌电信号(sEMG)表征的肌肉激活度来评估被试者的参与度,其次采用基于轨迹误差放大的抗阻训练模式进行上肢训练,并构建归一化急动度和肌肉激活度相结合的综合目标函数,然后采用贝叶斯优化方法在训练过程中更新挑战型力场的抗阻系数和死区宽度两个超参数,逐次优化该目标函数,以提高运动轨迹的顺滑度并保持被试者的训练参与度。最后,将16名健康被试者随机分为实验组和对照组并以其非利手进行训练,验证所提方法的有效性。实验结果表明,训练过程中实验组的肌肉激活度维持在高于对照组2.51%的水平;训练后实验组的运动能力改善明显优于对照组(59.8%vs 40.7%),验证了该文所提的自适应增强康复训练参与度策略比固定参数策略更有优势。 展开更多
关键词 自适应抗阻训练 上肢康复 表面肌电信号 肌肉激活度 贝叶斯优化
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星球车松软星壤的轮腿式探测系统:Ⅰ-概念设计
16
作者 冯李航 蒋旭 +3 位作者 缪天缘 汪穗 贾子扬 宋爱国 《测控技术》 2023年第4期22-27,共6页
为提高星球车在松软星表的穿越通过能力和危险探测能力,提出了一种前置轮腿式探测系统(WOLS)概念设计,以期能够用于轮壤相互作用的接触探测。提出了面向松软星表穿越的星球车WOLS概念设计和功能需求,建立了WOLS机构的运动学和力传递分... 为提高星球车在松软星表的穿越通过能力和危险探测能力,提出了一种前置轮腿式探测系统(WOLS)概念设计,以期能够用于轮壤相互作用的接触探测。提出了面向松软星表穿越的星球车WOLS概念设计和功能需求,建立了WOLS机构的运动学和力传递分析模型,并用于指导机构尺寸参数的优化设计。最后,实车测试验证了不同工况WOLS的设计目标和功能实现。 展开更多
关键词 地面通过性 轮腿式机构 轮壤相互作用 星球车 沉陷探测
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星球车松软星壤的轮腿式探测系统:Ⅱ-感知车轮
17
作者 冯李航 蒋旭 +3 位作者 缪天缘 汪穗 贾子扬 宋爱国 《测控技术》 2023年第4期28-34,41,共8页
为增强星球车松软星壤的穿越通过能力,提出了轮壤交互接触信息的感知车轮设计。该车轮是一种星球车的前置轮腿式探测系统(WOLS)的关键部分,可实现动态轮壤交互的关键量测量(轮壤作用力/力矩、轮壤接触角和车轮沉陷量)。研究分析了轮壤... 为增强星球车松软星壤的穿越通过能力,提出了轮壤交互接触信息的感知车轮设计。该车轮是一种星球车的前置轮腿式探测系统(WOLS)的关键部分,可实现动态轮壤交互的关键量测量(轮壤作用力/力矩、轮壤接触角和车轮沉陷量)。研究分析了轮壤力学的关键测量参量及其分组,完成了感知车轮的硬件设计和集成,提出了待测参数的在线测量模型和方法,通过标定校准和实车测试验证了该感知车轮的性能。 展开更多
关键词 地面通过性 轮壤交互作用 感知车轮 力触觉地面感知 轮腿式探测系统
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一种结合TCP标定的深度相机手眼标定方法 被引量：1
18
作者 毛成林 于瑞强 宋爱国 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期280-286,共7页
手眼标定是机器人实现视觉引导下精准作业中的关键技术。传统手眼标定和机器人工具中心点(TCP)标定分开进行,存在较大累积误差,同时针对深度相机的手眼标定存在精度不足的缺点。本文提出了一种结合TCP标定过程同步标定深度相机手眼关系... 手眼标定是机器人实现视觉引导下精准作业中的关键技术。传统手眼标定和机器人工具中心点(TCP)标定分开进行,存在较大累积误差,同时针对深度相机的手眼标定存在精度不足的缺点。本文提出了一种结合TCP标定过程同步标定深度相机手眼关系的新方法。方法基于深度相机观测和TCP标定相同的标定平面,相机坐标系下标定平面方程和机械臂坐标系下标定平面方程为对应关系,通过平面方程之间的变换来计算手眼关系。本文方法减少了TCP和手眼关系独立标定累积误差影响,节约标定时间和标定件成本。仿真和实测结果表明,本文方法提高了深度相机手眼标定精度,标定后实测位置误差平均为0.2 mm,为机器人视觉控制系统高精度作业所需标定提供了一种新的思路。 展开更多
关键词 机器人TCP标定 深度相机 手眼标定 位姿测量
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带有振动触觉反馈的上肢康复系统 被引量：1
19
作者 李嘉杰 宋爱国 操思祺 《测控技术》 2023年第4期42-47,共6页
康复机器人在脑卒中患者的术后恢复治疗中起着重要作用。为了提高患者在康复训练过程中的主动性和专注度,提出了一种带有振动反馈的上肢康复训练系统。该系统利用多传感器获取人的上肢位姿信息,实现与虚拟场景的实时交互,并通过实时多... 康复机器人在脑卒中患者的术后恢复治疗中起着重要作用。为了提高患者在康复训练过程中的主动性和专注度,提出了一种带有振动反馈的上肢康复训练系统。该系统利用多传感器获取人的上肢位姿信息,实现与虚拟场景的实时交互,并通过实时多层级振动反馈引导人的康复动作。通过心理物理学实验评估受试者对不同振动强度的感受,得出了人体感受区分明显的3个振动强度等级。构建了视触觉有效性实验,受试者需要在虚拟场景中完成特定的康复动作,实验结果表明,相较于无触觉反馈,受试者在振动触觉反馈的作用下可以更稳定高效地完成康复任务。 展开更多
关键词 多传感器 振动触觉反馈 康复训练 虚拟现实
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具有手指外展辅助功能的康复机器人系统 被引量：1
20
作者 葛伟 宋爱国 赖健伟 《测控技术》 2023年第4期75-81,共7页
手指外展是改善脑卒中患者手部功能最重要的运动之一,目前国内外柔性手部康复机器人的研究主要聚焦在手指的屈伸上,忽略了手指完全外展的重要性。为实现更好的康复效果,研制了一款具有手指外展辅助功能的康复机器人系统。基于热塑性聚氨... 手指外展是改善脑卒中患者手部功能最重要的运动之一,目前国内外柔性手部康复机器人的研究主要聚焦在手指的屈伸上,忽略了手指完全外展的重要性。为实现更好的康复效果,研制了一款具有手指外展辅助功能的康复机器人系统。基于热塑性聚氨酯(TPU)薄膜涂层织物设计了一种新型外展驱动器。推导出外展驱动器一般力学方程,以表征其输出力矩与几何参数和内部气压的函数关系。性能分析结果表明,该驱动器可以在较低的气压下提供足够的外展力,具有辅助手指外展的可行性。招募了10名健康受试者进行日常生活活动(ADL)实验,在肌电信号监测下,验证了外展驱动器的辅助作用。此外,提出的康复系统将手部康复机器人与多功能被动训练模式相结合,通过配套软件,为脑卒中患者提供了更高效的康复训练。 展开更多
关键词 脑卒中 康复机器人 手指外展 热塑性聚氨酯(TPU)
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