基于语音与肌电融合的多自由度假肢控制系统的研究

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残疾人数量日渐增多,其中肢体残疾者在这部分人群中占了很大比重。安装假肢成为了这部分人群的主要康复手段。开发出一种能够自主灵活控制的假肢对截肢者具有重要意义。肢体残疾者可用于假肢控制的肌肉是有限的,用传统的肌电控制方式实现假肢的多自由度控制非常困难。针对其肌电信息源不足的情况,本文提出利用语音信息与肌电信息“融合”的方式,实现多自由度机器假肢的仿生控制。此方法提高了现有假肢的操控能力、扩大了假肢的控制信号源范围、简化了训练过程。论文通过引入截肢者自身的语音信息补偿假肢肌电信号不足的问题。选定了3或6个中文关键词作为假肢关节或动作的切换信号,用一对或一个残留肌肉的电信号实现已选定关节内动作类型的切换或动作执行。通过大量实验得出,在两种操控方案下,肢体健全者动作完成率平均值在分别为91.18%±4.87%和94.64%±4.26%,截肢者动作完成率平均值分别为84.12±7.47%和98.41%±0.45%。结果表明:将语音信号作为肌电信号的补充引入假肢控制的方案实用可靠,可提高假肢操控性能,达到日常应用的水平。
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