ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ РОБОТИЗИРОВАННЫМ МАНИПУЛЯТОРОМ ПРИ ПОМОЩИ СИГНАЛОВ, СНИМАЕМЫХ ДАТЧИКАМИ ЭЛЕКТРОМИОГРАММЫ
|
Даты проведения с 2018-05-08 по 2018-07-06 |
Мышечная клетка во время сокращения генерирует электрический импульс, называемый потенциалом действия. Эти импульсы вызывают изменения локального электрического поля, которые можно регистрировать датчиками, закреплёнными на коже, покрывающей мышцу. Процесс регистрации этих импульсов называется электромиография (ЭМГ). В настоящее время появилось множество работ, рассматривающих возможность использовать регистрируемые импульсы в качестве команд для управления разнообразными роботизированными системами, в том числе, например, роботизированной рукой-манипулятором. Подобные работы имеют крайне- актуальное прикладное приложение, так как приближают возможность создания управляемых бионических протезов конечностей.
Целью настоящей работы было исследовать эффективность управления бионического манипулятора при помощи электрических импульсов, испускаемых мышцами.Дляэтогопланировалосьсоздатьпрототипбионическогоманипулятора,а,так же, провести ряд тестов, которые бы отражали степень эффективности работы полученного устройство, и эргономичность подобного метода управления.
Система управления для разрабатываемого прототипа была создана на основе платы Arduino UNO. К соответствующим входам и выходам платы были подключены 4 сервомотора, приводящие в движение манипулятор, а также 2 модуля ЭМГ из набора “Юный нейромоделист” от компании BiTronics lab. Модули ЭМГ регистрировали электрические потенциалы с плечелучевых мышц правой и левой руки (по 3 электрода
на мышцу). С помощью этих потенциалов и предполагалось управлять манипулятором. Питание для сервомоторов и модулей ЭМГ раздавалось с платы Arduino UNO при помощи макетной платы.
Программирование микроконтроллера платы Arduino UNO осуществлялось при помощипрограммнойсредыArduino.Сокращениемышцыправойилилевойрукиотдаёт команды на поворот основания манипулятора вправо или влево соответственно. Одновременное же сокращение двух мышц обеих рук, переводит манипулятор между несколькими заранее запрограммированными положениями, таким образом осуществлялся циклзахвата.
На финальном этапе была протестирована работа манипулятора, и управляющего им программного кода. Манипулятор отлично справляется с задачами захвата и перемещения небольших объектов, таких как ластики, точилки карандашей, спичечные коробки.Манипуляторуверенонаводитсянаобъект,захватываетего,плавно,безрывков, переносит на новое место, аккуратно ставит иотпускает.
Список используемой литературы:
1. Шмидт Р., Тевс Г. (2005) Физиология человека.Мир.
2. Крэм Д. Р., Стиджер Д. К. (1983) ЭМГ исследование при диагнозе хроническая боль. Biofeedback SelfRegul.
3. Харви А. М., Масланд Р. Л. (1941) Действие обездвиживающих препаратов на человека. Журнал фармакологии и экспериментальнойтерапевтики.
4. Картер Г. В, Грэй Г. (1918) Анатомия человеческого тела. Gray’s Anatomy
Автор: Шахбанов Адам
11 Класс, ГБОУ “Школа №1621 Древо Жизни”, г. Москва
Научный руководитель : Г.Г. Киселёв, педагог дополнительного образования, ГБОУ “Школа №1621 Древо Жизни”, г. Москва
Проект опубликовал
