Методы управления и разработки бионических протезов

1.

Методы управления и
разработки бионических
протезов
Выполнила студентка группы R3143:
Кохановская Виктория

2.

Что такое бионический протез?
Бионика — раздел кибернетики, изучающий
строение и жизнедеятельность организмов для
решения инженерно-технических задач.
Бионические протезы (миоэлектрические
протезы или протезы с внешним источником
энергии) — высокотехнологичные устройства,
которые используются для реабилитации
людей с повреждениями верхних конечностей.

3.

Предисловие
Наконец, когда основные термины введены,
можно перейти к самому обзору.
Рассмотрим каждую статью в отдельности,
выделяя интересные моменты, на которые
стоит обратить внимание.

4.

Current trends in the development of bionic
prostheses(2023)
Автор статьи: Романов А. А.
Требования к
бионическим протезам:
• Повышенная
износостойкость
компонентов протеза
• Надежная
электрическая часть
• Протез должен быть
легким и прочным.
Недостатки современных бионических
моделей:
• Необходимость регулярной подзарядки
• Высокое время отклика протеза
• Высокая стоимость не только самого
протеза, но и расходных материалов для
его обслуживания
• Необходимость длительной подготовки
пользователя к использованию.
• Чувствительность к влаге

5.

Бионические протезы и управляющие ими
биоэлектрические сигналы (2019)
Авторы статьи: Ю.А. Липнин, В.А. Борисов, В.В. Тихонов
Бионический
протез
Механическая
часть
Исполнительная
часть
• Сервоприводы
• Гильзы
• Ползунки
Электронная
часть
Управление мех.
частью
• Электроды
• Усилители
• Источник питания
Дифференциальный
усилитель

6.

Расчет линейного двигателя для целей
бионического протезирования (2022)
Авторы статьи: А.П. Плюснин, Д.А. Опарин, А.В. Опарина
В статье были приведены расчеты:
• развиваемого усилия
• пазов индуктора
• сопротивлений машины
• потерь
• тепловой расчет
Для расчета была принята адаптированная
методика А.Д. Коротаева, в которую были
внесены изменения, позволяющие
применить её к малогабаритным машинам.
Схематичная 3D-модель,
Расположения двигателей в
гильзе протеза

7.

Методы управления протезами верхних
конечностей (2019)
Авторы статьи: Н.М. Горохова, М.А. Головин, М.С. Чежин
Методы управления с обратной
связью между человеком и протезом:
• Адаптивные методы управления
• Нейроинтерфейсы
• Мышечные синергии
• Использование инвазивных
методов
• Интуитивные методы управления

8.

Многофункциональный активный протез
руки (2013) - ИТМО
Авторы статьи: А.С. Боргуль, К.А. Зименко, А.А. Маргун, А.С. Кремлев
Разработанный протез состоит из
кисти с электромеханическим
приводом, культеприемной гильзы,
механизма ротации кисти, ЭМГдатчиков, аккумулятора, зарядного
устройства, электрокабелей.
Данная разработка ИТМО является
патентом Российской Федерации

9.

Бионическое управление протезом
верхней конечности (2020)
Авторы статьи: Спиркин А.Н., Королев Н.С., Ишков А.С., Маркелов В.С.
Данная научная статья посвящена
методам «очувствления»
бионического протеза путем
подключения к стандартном протезу
ЭМГ–датчиков.
Благодаря им протез способен
реагировать на биоэлектрические
сигналы мышечной системы.
Схематическая модель обратной связи

10.

Итоги
Рассмотрено несколько методов управления и разработки бионических
протезов, а также дополнительные способы повышения их
эффективности и «чувствительности» к сигналам пользователя.

11.

ИСТОЧНИКИ
Патент на полезную модель № 127620 U1 Российская Федерация, МПК A61F 2/56. многофункциональный
активный протез руки : № 2012132879/14 : заявл. 31.07.2012 : опубл. 10.05.2013 / А. А. Бобцов, А. С. Кремлев,
А. С. Боргуль [и др.]
УДК 617.57-77 Current trends in the development of bionic prostheses Romanov A.A.
УДК 681.527.2, 681.532.62, 681.532.8 Методы управления протезами верхних конечностей Н.М. Горохова,
М.А. Головин, М.С. Чежин.
УДК 617.5 Бионические протезы и управляющие ими биоэлектрические сигналы Липнин Ю.А., Борисов В. А.,
Тихонов В. В.
УДК 681.53 Бионическое управление протезом верхней конечности Спиркин А.Н., Королев Н.С., Ишков А.С.,
Маркелов В.С.
УДК 621.313.282.3:615.477.21 Расчет линейного двигателя для целей бионического протезирования А.П.
Плюснин, Д.А. Опарин, А.В. Опарина

12.

Спасибо
за внимание!
@Fineli_Vik