ghjntp

1.

Миоэлектрический протез кисти руки
представляю проект
миоэлектрического протеза
кисти — это демонстратор,
который показывает, как
современные бионические
протезы управляются
электрическими сигналами
мышц.
Жилкин Иван

2. Актуальность проекта

16 000
ВЫДАННЫЕ ПРОТЕЗЫ РУК С 2022 ПО 2024
14 000
12 000
8 295
14500
10 000
8 000
6 000
4 000
1 759
2 000
0
2022
2023
2024
Главными причинами актуальности протезирования являются травмы, полученные человеком, заболевания (диабет, синдром
Шарко), военные действия. По оценкам, потребность в верхних и нижних протезах в 2024–2025 гг. выросла более чем в 1,5 раза
по сравнению с 2020 годом.
Digital IT pitch-deck PowerPoint bundle
2

3. Принцип работы миоэлектрического протеза

1 Сокращение мышцы создаёт слабый электрический
сигнал
2
Сенсор (EMG) усиливает и фильтрует этот сигнал.
3
Контроллер анализирует уровень сигнала.
4
Мотор выполняет команду — сжатие или раскрытие кисти.
!
Когда человек напрягает мышцы, даже если у него нет кисти, в мышечных волокнах возникают слабые
биоэлектрические импульсы (около 50–200 микровольт). Эти сигналы можно считать электродами,
наложенными
на кожу
Digital
IT pitch-deck PowerPoint
bundle в местах активности мышц (обычно это сгибатели и разгибатели предплечья).
3

4. 1) Сборка протеза – электронная часть.

Контроллер Arduino Nano
EMG-сенсор — измеряет активность мышцы.
Сервопривод — приводит в движение пальцы кисти.
Питание — аккумулятор 5 В.
Digital IT pitch-deck PowerPoint bundle
LED-индикатор — показывает срабатывание сигнала.
4

5. 2) Сборка протеза - механическая часть

2) Сборка
протеза механическая
часть
протез удобен для демонстрации — его
легко надеть и снять. Все детали работают
от 5 В и создают усилие не больше 1–2 кг,
что безопасно для человека.
Даже
ошибках
управлении пальцы не
Digitalпри
IT pitch-deck
PowerPoint в
bundle
защемляют кожу и не ломают предметы.
1 Корпус и пальцы — напечатаны на 3D-принтере
2 Пластик PLA — лёгкий, безопасный, дешёвый
3
Пальцы сгибаются при натяжении тросиков от
сервопривода(передача сигнала от Arduino)
4
Когда мотор ослабляет натяжение, резинки
возвращают пальцы в исходное положение.
5
Основание кисти крепится к пластиковой
муфте, которую можно зафиксировать на
предплечье ремнями с липучкой.
5

6. 3) Программная часть (Arduino)

Программная часть управляет всей
логикой движения кисти.
Она связывает сигнал мышцы с
механикой сервопривода. Arduino
считывает сигнал с сенсора. Если
напряжение выше порога – кисть
сжимается, если ниже –
разжимается. В коде предусмотрена
фильтрация ложных срабатываний.
Если сигнал нестабилен, Arduino не
двигает кисть, чтобы не дёргать
мотор.
Digital IT pitch-deck PowerPoint bundle
Принцип
работы:
Подача
команды
мотору
Сравнивает
сигнал с порогом
Считывает
уровень сигнала
с сенсора

7. Преимущества и недостатки проекта

1
2
преимущества
Недостатки
• Высокая функциональность — возможность
выполнения сложных движений, приближённых к
естественным.
• Интуитивное управление — протез управляется
интуитивно, освоить его несложно — нужно
использовать
собственные
мышцы, как если бы это
Digital
IT pitch-deck PowerPoint
bundle
были мышцы настоящей конечности.
• Необходимость регулярной подзарядки —
протез требует зарядки, калибровки,
регулярного техобслуживания.
• Чувствительность к влаге и температурным
перепадам — протез не защищён от воды, не
может посещать бассейны и принимать с ним 7
душ.

8. Себестоимость проекта

Arduino nano
*
K
6
Digital IT pitch-deck PowerPoint bundle
8

9. Как можно развить проект в будущем?

1
Печатать кисть из нейлона
(гибкий материал)
2
Многоканальное управление
(движения пальцев по отдельности)
3
Передача сигнала по wi-fi
или Bluetooth
И
Digital IT pitch-deck PowerPoint bundle
9