Thứ tư, 25/11/2015 00:43
Số 11 năm 201519 - 25Download

Điều khiển Exoskeleton dùng sensor EMG

 Đào Văn Hiệp1∗, Đào Trung Kiên2
*Tác giả chính: Email: hdaovan@gmail.com
 
1
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
2
Học viện Kỹ thuật Quân sự

Ngày nhận bài: 10/04/2015; ngày chuyển phản biện: 13/04/2015; ngày nhận phản biện: 13/05/2015; ngày chấp nhận đăng: 03/06/2015

Tóm tắt:
Bộ xương ngoài (Exo) là một loại robot sinh học đang được ứng dụng rộng rãi nhằm nâng cao năng lực cho người mang, hoặc hỗ trợ người thiểu năng đi lại và luyện tập phục hồi chức năng. Một trong những vấn đề chính mà các nhà phát triển Exo phải đối diện là dự đoán các tham số vận động, như mô men, chuyển vị, vận tốc góc khớp để cung cấp cho bộ điều khiển. Tín hiệu điện cơ đồ (ElectroMyoGraphy - EMG) thu được từ cơ người mở ra triển vọng giải quyết vấn đề này.
Bài báo giới thiệu một hệ thống dùng sensor để dự đoán mô men khớp cần thiết trên cơ sở 2 tín hiệu EMG và 1 tín hiệu chuyển vị góc khớp. Các tín hiệu EMG được đo từ 2 nhóm cơ: tứ đầu đùi và khoeo chân. Hệ thống được tổng hợp từ một hệ thu nhận dữ liệu (Data Acquisition - DAQ) thương mại và một hệ suy luận nơ ron mờ (Adaptive Neuro - Fuzzy Inference System - ANFIS) do các tác giả xây dựng. Tín hiệu ra của ANFIS được dùng để điều khiển chuyển động khớp gối. Kết quả thử nghiệm cho thấy, năng lực vận động của người mang Exo với EMG được cải thiện đáng kể.
Từ khóa:

bộ xương ngoài, hệ suy luận nơ ron mờ, hệ thống dùng sensor, robot sinh học, tín hiệu điện cơ đồ.

Chỉ số phân loại:
2.2

Control of exoskeleton using EMG sensors

Received: 10 April 2015; accepted: 3 June 2015

Abstract:
Exoskeletons (Exo) are bio-robots that are widely used to enhance wearers’ performance or to assist disabled people in mobility and rehabilitation. One of the major problems faced by Exo developers is how to predict the required joint moving parameters, such as
joint torques, joint angular displacements or velocities that must be fed to the motion controller. EMG signals from human muscles offer
opportunities to solve such the problem.
This paper introduces a sensor-based system that can predict the required joint torque on the basis of two EMG signals and an angular
displacement signal. The EMG signals are detected from the two muscle groups: quadriceps and hamstrings. The system is combined
from a commercial DAQ and an adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) developed by the authors. The outputs of the ANFIS are
then used to control the knee motion. Experimental results showed that performance of the people wearing this EMG-based Exo was
significantly improved.
Keywords:

ANFIS, bio-robot, EMG, exoskeleton, sensor-based system.

Classification number:
2.2
Lượt dowload: 350 Lượt xem: 891

Đánh giá

X
(Di chuột vào ngôi sao để chọn điểm)