Controle de força de uma prótese mioelétrica de mão com realimentação sensorial

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: Furlan, Paula Brandão
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Brasil
Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica
UFRJ
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Controle de força de prótese de mão
Eletromiografia de superfície
Realimentação sensorial
CNPQ::ENGENHARIAS
Link de acesso: http://hdl.handle.net/11422/13226
Resumo: Hand myoelectric prostheses that use sensory feedback can provide improvement in fragile objects manipulation and in user’s acceptance. The force sensory feedback can be done in many ways. The goal of this study was to develop a force control system for a myoelectric hand prosthesis with visual feedback and by sinusoidal electric stimulation of tactile fibers. Surface Electromyographic (sEMG) signals were recorded in healthy participants, performing sustained contractions of hand grasp, in different force levels. Those signals were used in the implementation of a force estimator considering two methods. A proportional control with derivative feedback was also implemented for the prosthesis. The interface with the electrical stimulator was developed for the force feedback. The force estimator with best performance was the one based in an artificial neural network for function approximation. The closed-loop control system used only the visual feedback, once the sinusoidal current feedback generated interference in the sEMG signals. The force control system was tested by 5 healthy participants and obtained Correlation Coefficient of 89,9% in the online force estimation with control’s success rate of 67,66%. Thus, both the force estimator as the control of the prosthesis have shown to be promising
id UFRJ_f1b328caf2fe37e841a0ccab6ee06ce3
oai_identifier_str oai:pantheon.ufrj.br:11422/13226
network_acronym_str UFRJ
network_name_str Repositório Institucional da UFRJ
repository_id_str
spelling Controle de força de uma prótese mioelétrica de mão com realimentação sensorialControle de força de prótese de mãoEletromiografia de superfícieRealimentação sensorialCNPQ::ENGENHARIASHand myoelectric prostheses that use sensory feedback can provide improvement in fragile objects manipulation and in user’s acceptance. The force sensory feedback can be done in many ways. The goal of this study was to develop a force control system for a myoelectric hand prosthesis with visual feedback and by sinusoidal electric stimulation of tactile fibers. Surface Electromyographic (sEMG) signals were recorded in healthy participants, performing sustained contractions of hand grasp, in different force levels. Those signals were used in the implementation of a force estimator considering two methods. A proportional control with derivative feedback was also implemented for the prosthesis. The interface with the electrical stimulator was developed for the force feedback. The force estimator with best performance was the one based in an artificial neural network for function approximation. The closed-loop control system used only the visual feedback, once the sinusoidal current feedback generated interference in the sEMG signals. The force control system was tested by 5 healthy participants and obtained Correlation Coefficient of 89,9% in the online force estimation with control’s success rate of 67,66%. Thus, both the force estimator as the control of the prosthesis have shown to be promisingPróteses mioelétricas de mão que usam realimentação sensorial podem proporcionar melhora na manipulação de objetos frágeis e na sua aceitação pelo usuário. A realimentação sensorial de força pode ser feita de diversas formas. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um sistema de controle de força para uma prótese mioelétrica de mão com realimentação visual e por estimulação elétrica senoidal das fibras de tato. Foram registrados sinais de Eletromiografia de superfície (sEMG) em participantes sadios, realizando contrações sustentadas de preensão da mão, em diferentes níveis de força. Os quais foram utilizados na implementação de um estimador de força considerando dois métodos. Também se implementou um controlador proporcional de força com retorno derivativo para a prótese. Desenvolveu-se a interface com o estimulador elétrico para realimentação de força. O estimador de força com melhor desempenho foi o baseado em uma rede neural artificial para aproximação de função. O sistema de controle de malha fechada utilizou apenas a realimentação visual, uma vez que a realimentação com corrente senoidal gerou interferências nos sinais de sEMG. O sistema de controle de força foi testado por 5 participantes sadios e obteve coeficiente de correlação de 89,9% na estimação de força online com taxa de acertos do controle de 67,66%. Dessa forma, tanto o estimador de força quanto o controle da prótese se mostraram promissores.Universidade Federal do Rio de JaneiroBrasilInstituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de EngenhariaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia BiomédicaUFRJTierra Criollo, Carlos Juliohttp://lattes.cnpq.br/5743404268947726http://lattes.cnpq.br/6873531710030143Nunes, Eduardo Vieira Leãohttp://lattes.cnpq.br/6902697651661585Pino, Alexandre VisintainerOliveira, Carlos Gomes deSilva, Julio GuilhermeFurlan, Paula Brandão2020-10-14T02:45:20Z2023-12-21T03:02:22Z2019-06info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://hdl.handle.net/11422/13226porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRJinstname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)instacron:UFRJ2023-12-21T03:02:22Zoai:pantheon.ufrj.br:11422/13226Repositório InstitucionalPUBhttp://www.pantheon.ufrj.br/oai/requestpantheon@sibi.ufrj.bropendoar:2023-12-21T03:02:22Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)false
dc.title.none.fl_str_mv Controle de força de uma prótese mioelétrica de mão com realimentação sensorial
title Controle de força de uma prótese mioelétrica de mão com realimentação sensorial
spellingShingle Controle de força de uma prótese mioelétrica de mão com realimentação sensorial
Furlan, Paula Brandão
Controle de força de prótese de mão
Eletromiografia de superfície
Realimentação sensorial
CNPQ::ENGENHARIAS
title_short Controle de força de uma prótese mioelétrica de mão com realimentação sensorial
title_full Controle de força de uma prótese mioelétrica de mão com realimentação sensorial
title_fullStr Controle de força de uma prótese mioelétrica de mão com realimentação sensorial
title_full_unstemmed Controle de força de uma prótese mioelétrica de mão com realimentação sensorial
title_sort Controle de força de uma prótese mioelétrica de mão com realimentação sensorial
author Furlan, Paula Brandão
author_facet Furlan, Paula Brandão
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Tierra Criollo, Carlos Julio
http://lattes.cnpq.br/5743404268947726
http://lattes.cnpq.br/6873531710030143
Nunes, Eduardo Vieira Leão
http://lattes.cnpq.br/6902697651661585
Pino, Alexandre Visintainer
Oliveira, Carlos Gomes de
Silva, Julio Guilherme
dc.contributor.author.fl_str_mv Furlan, Paula Brandão
dc.subject.por.fl_str_mv Controle de força de prótese de mão
Eletromiografia de superfície
Realimentação sensorial
CNPQ::ENGENHARIAS
topic Controle de força de prótese de mão
Eletromiografia de superfície
Realimentação sensorial
CNPQ::ENGENHARIAS
description Hand myoelectric prostheses that use sensory feedback can provide improvement in fragile objects manipulation and in user’s acceptance. The force sensory feedback can be done in many ways. The goal of this study was to develop a force control system for a myoelectric hand prosthesis with visual feedback and by sinusoidal electric stimulation of tactile fibers. Surface Electromyographic (sEMG) signals were recorded in healthy participants, performing sustained contractions of hand grasp, in different force levels. Those signals were used in the implementation of a force estimator considering two methods. A proportional control with derivative feedback was also implemented for the prosthesis. The interface with the electrical stimulator was developed for the force feedback. The force estimator with best performance was the one based in an artificial neural network for function approximation. The closed-loop control system used only the visual feedback, once the sinusoidal current feedback generated interference in the sEMG signals. The force control system was tested by 5 healthy participants and obtained Correlation Coefficient of 89,9% in the online force estimation with control’s success rate of 67,66%. Thus, both the force estimator as the control of the prosthesis have shown to be promising
publishDate 2019
dc.date.none.fl_str_mv 2019-06
2020-10-14T02:45:20Z
2023-12-21T03:02:22Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/11422/13226
url http://hdl.handle.net/11422/13226
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Rio de Janeiro
Brasil
Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica
UFRJ
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Rio de Janeiro
Brasil
Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica
UFRJ
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFRJ
instname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
instacron:UFRJ
instname_str Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
instacron_str UFRJ
institution UFRJ
reponame_str Repositório Institucional da UFRJ
collection Repositório Institucional da UFRJ
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
repository.mail.fl_str_mv pantheon@sibi.ufrj.br
_version_ 1861279104519634944

Registros relacionados