One of the most frequent and severe aftermaths of a stroke is the loss of upper limb functionality. Therapy started in the sub-acute phase proved more effective, mainly when the patient participates actively. Recently, a novel set of rehabilitation and support robotic devices, known as supernumerary robotic limbs, have been introduced. This work investigates how a surface electromyography (sEMG) based control strategy would improve their usability in rehabilitation, limited so far by input interfaces requiring to subjects some level of residual mobility. After briefly introducing the phenomena hindering post-stroke sEMG and its use to control robotic hands, we describe a framework to acquire and interpret muscle signals of the forearm extensors. We applied it to drive a supernumerary robotic limb, the SoftHand-X, to provide Task-Specific Training (TST) in patients with sub-acute stroke. We propose and describe two algorithms to control the opening and closing of the robotic hand, with different levels of user agency and therapist control. We experimentally tested the feasibility of the proposed approach on four patients, followed by a therapist, to check their ability to operate the hand. The promising preliminary results indicate sEMG-based control as a viable solution to extend TST to sub-acute post-stroke patients.


翻译:脑卒中最常见且最严重的后遗症之一是上肢功能丧失。在亚急性期开始治疗被证明更为有效,尤其是在患者积极参与的情况下。近年来,一类新型康复与辅助机器人设备——超数机器人肢体——已被引入。本研究探讨了基于表面肌电图(sEMG)的控制策略如何改善其康复可用性(该可用性此前受限于需要受试者具备一定程度残余活动能力的输入接口)。在简要介绍阻碍脑卒中后sEMG信号获取及其用于控制机器人手部的现象后,我们描述了一个用于采集和解读前臂伸肌肌肉信号的框架。我们将该框架应用于驱动超数机器人肢体SoftHand-X,为亚急性脑卒中患者提供任务特异性训练(TST)。我们提出并描述了两种控制机器人手部开合(具有不同层级用户自主性和治疗师控制)的算法。我们通过四名患者在治疗师陪同下进行实验,测试了所提方法的可行性,以检验其操作手部的能力。初步结果令人鼓舞,表明基于sEMG的控制是扩展TST至亚急性脑卒中后患者的可行方案。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
《通过小型无人机系统将情报能力“作战化”》
消耗优势:美军的“精确规模化”概念
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
《离线语言支持系统:面向空战战术决策》
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员