Аналітичний огляд актуаторів і адаптивного керування в біонічних протезах верхніх кінцівок
DOI:
https://doi.org/10.18372/2073-4751.81.20122Ключові слова:
біонічні протези, актуатори, електроміографія (EMG), електроенцефалографія (EEG), PID-регулятор, електроактивні полімери, сплави з пам’яттю форми, машинне навчання, інтерфейс людина-машина, керування протезамиАнотація
У статті розглядаються сучасні типи актуаторів, що застосовуються в біонічних протезах верхніх кінцівок, з акцентом на їхню класифікацію, технічні характеристики, переваги та обмеження. Здійснено порівняльний аналіз пневматичних, гідравлічних, електричних, а також інноваційних електромеханічних актуаторів на основі розумних матеріалів. Окрему увагу приділено системам керування актуаторами: від класичних методів, зокрема PID-регуляторів, до сучасних підходів з використанням нейронних мереж, машинного навчання та адаптивних алгоритмів. Розглянуто інтерфейси «людина-протез» та виклики, пов’язані з шумами в біологічних сигналах і необхідністю індивідуальної адаптації системи керування до користувача. Матеріал має практичне значення для інженерів і дослідників, які займаються розробкою біонічних протезів нового покоління.
Посилання
Pneumatic Actuators Explained. URL: https://www.festo.com.
Merritt H. E. Hydraulic Control Systems. Wiley, 2018.
Uddin M. N. et al. Smart Actuation and Sensing Systems – Recent Advances. IntechOpen, 2016.
Ogata K. Modern Control Engineering. 5th ed. Boston : Prentice Hall, 2009. 912 p.
LUKE Arm (DEKA Arm). URL: https://www.mobiusbionics.com.
What is an Actuator? URL: https://realpars.com/actuator/.
Surgical Robotics: Current Applications. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov.
Farina D. et al. The Extraction of Neural Information from the Surface EMG for the Control of Upper-Limb Prostheses. IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng. 2014. Vol. 22(4). P. 797–809.
Actuator Challenges in Robotics. URL: https://www.roboticstomorrow.com/article/2022/09/overcoming-actuator-limitations-in-robotics/19459.
Біонічний протез руки: які вони бувають. URL: https://protezhub.com/blog/bionichnyy-protez-ruky-yaki-vony-buvayut.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
