上肢康复机器人的运动方向信息处理系统设计 被引量：1

1

作者 张林灵 喻洪流 +3 位作者 方又方 石萍 孟巧玲 王金超 《电子科技》 2017年第5期142-146,共5页

针对上肢康复机器人在位置控制过程中,关节电机轴端编码器输出的运动方向信息存在的误差,设计了一种提高运动方向信息精确度的运动方向信息处理系统。经过该处理系统后,运动方向信息中的抖动被滤除,提高了上肢康复机器人位置控制的准确... 针对上肢康复机器人在位置控制过程中,关节电机轴端编码器输出的运动方向信息存在的误差,设计了一种提高运动方向信息精确度的运动方向信息处理系统。经过该处理系统后,运动方向信息中的抖动被滤除,提高了上肢康复机器人位置控制的准确性。具备准确位置控制的康复机器人保证了康复过程的舒适性和安全性。 展开更多

关键词 上肢康复机器人 位置控制 运动方向信息 信息处理

在线阅读 下载PDF 职称材料

融合脑功能和运动评估的脑卒中康复训练处方推荐模型构建 被引量：5

2

作者 张腾宇 张静莎 +3 位作者 徐功铖 王峥 张学敏 李增勇 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期394-400,共7页

基于脑卒中患者的运动及脑功能评估指标,构建康复训练处方智能推荐模型。选取120例脑卒中患者,进行Brunnstrom、Holden步行能力分级、Berg平衡量表和改良的Ashworth量表评估;同时采用近红外脑功能成像系统,采集患者静息态的脑血氧数据... 基于脑卒中患者的运动及脑功能评估指标,构建康复训练处方智能推荐模型。选取120例脑卒中患者,进行Brunnstrom、Holden步行能力分级、Berg平衡量表和改良的Ashworth量表评估;同时采用近红外脑功能成像系统,采集患者静息态的脑血氧数据。提取量表评估结果和脑区激活度、侧偏性、脑区间功能连接等脑功能评估指标特征,利用支持向量机(SVM)、卷积神经网络(CNN)以及结合两者优势改进的CNN-SVM算法,分别建立训练处方推荐模型,对8种训练内容的训练模式进行推荐。结果表明,采用量表评估结果和脑区间功能连接指标作为特征建立的模型识别准确率最高,3种算法的平均识别率均达到93%以上。其中,改进的CNN-SVM算法的识别准确率最高,达到96.43%。利用该方法,能够基于脑卒中患者运动和脑功能评估数据,实现康复训练处方的智能推荐,有利于实现个性化精准康复。 展开更多

关键词 脑卒中 脑功能 康复训练处方 深度学习

在线阅读 下载PDF 职称材料

针对研究生的《康复工程概论》创新性教学方法探索 被引量：2

3

作者 李素姣 喻洪流 《医学教育研究与实践》 2018年第2期254-257,共4页

据第二次残疾人抽样调查报告和人口普及调查显示,我国现有残疾人8 296万,1.44亿老年人。这不仅提示康复工程产品及其适配服务存在巨大市场,也说明康复工程专业技术人才存在巨大需求市场,而我国现有的各类康复技术人员存在巨大的缺口。因... 据第二次残疾人抽样调查报告和人口普及调查显示,我国现有残疾人8 296万,1.44亿老年人。这不仅提示康复工程产品及其适配服务存在巨大市场,也说明康复工程专业技术人才存在巨大需求市场,而我国现有的各类康复技术人员存在巨大的缺口。因此,对大、中专院校开设康复工程类课程提出了需要,也为其发展提供了契机。上海理工大学医疗器械与食品学院早在10年前就建立了生物医学工程康复工程学科方向,《康复工程概论》是我校面向生物医学工程康复方向研究生开设的一门专业基础课程,但是由于康复工程课程的知识面非常广,涉及医学、工程、心理、教育等多个学科方向,包括肢体、视觉、听觉、言语、智力、精神和多重功能障碍等多方面内容。然而康复工程知识在很多高校本科阶段并没有普及,大部分研究生亟待快速地学习康复工程知识,以及时衔接康复工程理论知识和研究生阶段的科研实践,故如何创新性地提出面向研究生的康复工程概论的创新性教学方法探索非常重要。本文着重对该课程的设计思路、教学内容设计、教学改革、课程实践配套环节等多方面的教学探索进行总结。 展开更多

关键词 康复工程概论 教学方法与手段 创新教学 研究生教育

在线阅读 下载PDF 职称材料

康复机器人系统数据通信技术应用现状 被引量：4

4

作者 吴伟铭 孟巧玲 +1 位作者 倪伟 喻洪流 《上海理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期36-43,共8页

为实现康复数据传输的及时性和数据使用的有效性,确保康复机器人能够发挥智能化、个性化康复训练功能,从康复机器人与其协同工作的人机交互系统之间采用的通信技术出发,对康复机器人数据通信技术的发展现状在有线与无线两个方面进行分... 为实现康复数据传输的及时性和数据使用的有效性,确保康复机器人能够发挥智能化、个性化康复训练功能,从康复机器人与其协同工作的人机交互系统之间采用的通信技术出发,对康复机器人数据通信技术的发展现状在有线与无线两个方面进行分类综述。首先,总结了现有康复机器人通信技术的基本特点与应用方式。其次,基于准确性与实时性在通信方面的重要性,阐述并分析了案例中通信技术应用的局限,并结合现有技术提出解决方案。接着,总结了有线与无线通信技术在康复机器人应用上的适用性与优缺点。最后,基于现有技术与期望目标间的差距,提出了改善康复机器人通信技术的解决方案。 展开更多

关键词 通信技术 康复机器人 有线通信技术 无线通信技术

在线阅读 下载PDF 职称材料

穿戴式上肢外骨骼康复机器人发展现状分析 被引量：8

5

作者 朱纯煜 李素姣 +1 位作者 喻洪流 张西正(审校) 《生物医学工程与临床》 CAS 2021年第3期375-380,共6页

随着人口老龄化程度的日益加深,脑卒中患者逐年增多,康复训练目前已成为治疗脑卒中致残的最为有效方法之一。穿戴式上肢外骨骼康复机器人因其体积小、质量轻,便携性好,不但能够满足患者居家康复训练的需求,也可以辅助患者实现生活自理,... 随着人口老龄化程度的日益加深,脑卒中患者逐年增多,康复训练目前已成为治疗脑卒中致残的最为有效方法之一。穿戴式上肢外骨骼康复机器人因其体积小、质量轻,便携性好,不但能够满足患者居家康复训练的需求,也可以辅助患者实现生活自理,在各类康复设备中具有明显的优势。文章在此背景下详细阐述了目前穿戴式上肢外骨骼康复机器人发展历程中所涉及的关键技术,分别从驱动系统、传动机构、训练模式、主动控制方案及自由度等5个方面分析了各类方案的特点与适用环境,并根据现有技术的发展现状应用对其进行比较。最后分析提出了穿戴式上肢外骨骼康复机器人未来将向多自由度、轻量化、自适应助力、弹性与变刚度驱动等方向的发展。 展开更多

关键词 上肢外骨骼 康复机器人 康复训练 机械设计 发展现状分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

用于疼痛感知与评估的功能性近红外光谱成像研究进展

6

作者 杜佳昊 喻洪流 石萍 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期82-90,共9页

疼痛是一种涉及感觉、运动和认知的复杂体验。传统的疼痛评估方法有主观偏倚性较强的特点,但激发了人们对客观疼痛评估成像技术的兴趣。研究表明,在体时大脑痛觉可被定量评估,其中的功能性近红外光谱(fNIRS)技术,因其具有时间分辨率高... 疼痛是一种涉及感觉、运动和认知的复杂体验。传统的疼痛评估方法有主观偏倚性较强的特点,但激发了人们对客观疼痛评估成像技术的兴趣。研究表明,在体时大脑痛觉可被定量评估,其中的功能性近红外光谱(fNIRS)技术,因其具有时间分辨率高、成本低、便携等特点,及其可在复杂临床环境中可实时观测疼痛的优势,已被疼痛研究所关注。为了进一步揭示疼痛在临床环境中的潜在皮质作用机制,以构建优化的实验范式设计为基础,综述了与疼痛相关的脑部区域、fNIRS探针定位和数据处理算法的研究进展,特别是现有fNIRS技术在疼痛研究中的主要发现;探讨fNIRS成像与人工智能算法相结合用于疼痛研究和客观评估的相关进展,并对未来发展方向和尚待优化的问题提出建议。 展开更多

关键词 功能性近红外光谱 疼痛成像 疼痛评估

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种上肢康复机器人的力矩控制系统设计

7

作者 董祺 喻洪流 方又方 《电子科技》 2017年第4期136-139,共4页

针对目前上肢康复机器人的输出力矩控制不便的问题,设计了一种基于磁粉离合器的力矩控制系统,并给出了相应的驱动电路。磁粉离合器能根据驱动电路的驱动电流输出相应的传递力矩,进而可以控制上肢康复机器人的输出力矩。经应用表明,该系... 针对目前上肢康复机器人的输出力矩控制不便的问题,设计了一种基于磁粉离合器的力矩控制系统,并给出了相应的驱动电路。磁粉离合器能根据驱动电路的驱动电流输出相应的传递力矩,进而可以控制上肢康复机器人的输出力矩。经应用表明,该系统控制简便、安全性高,符合不同康复训练模式下对输出力矩的要求,为实时控制康复机器人的输出力矩提供了可行性验证。 展开更多

关键词 上肢康复机器人 磁粉离合器 驱动电路 输出力矩

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种上肢康复机器人机械臂重力平衡方法 被引量：3

8

作者 余杰 喻洪流 黄小海 《生物医学工程与临床》 CAS 2019年第3期247-251,共5页

目的针对现有上肢康复机器人机械臂质量较大且其自体质量无法忽略等问题,基于重力平衡原理提出一种上肢康复机器人机械臂重力平衡方法。方法通过角度传感器检测肩关节屈/伸角度,将经过滤波的模拟量信号传送到单片机,单片机计算得到目标... 目的针对现有上肢康复机器人机械臂质量较大且其自体质量无法忽略等问题,基于重力平衡原理提出一种上肢康复机器人机械臂重力平衡方法。方法通过角度传感器检测肩关节屈/伸角度,将经过滤波的模拟量信号传送到单片机,单片机计算得到目标力矩,并作为控制参数发送到驱动器,驱动器驱动电机进入力矩模式并输出力矩,平衡上肢康复机器人机械臂重力。结果实验所用机械臂长度L_1=300 mm、L_2=300 mm,关节运动角度0°～140°,机械臂自体质量M_1=3.0 kg、M_2=4.4 kg;电机可提供最大力矩27 N·m、最大电流0.766 A;满足实验需求。在肩关节屈/伸角度范围为30°～120°的机械臂上选取7组角度进行实验。实验证明,在30°～75°内实际输出力矩大于理论输出力矩,机械臂保持平衡且有向上运动的趋势;在90°～120°内,实际输出力矩略小于理论力矩,机械臂保持平衡且有向下运动的趋势。结论实验证明,笔者设计能很好地实现机械臂重力平衡。 展开更多

关键词 上肢康复机器人 重力平衡 传感器 力矩

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于肌电信号的人体下肢运动意图映射研究进展 被引量：3

9

作者 杜妍辰 孙洁 +2 位作者 汪晓铭 黎林荣 喻洪流 《上海理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期128-136,170,共10页

智能下肢假肢与下肢外骨骼是肢体功能障碍者恢复日常运动的重要手段。基于肌电信号的直接意图控制是其自适应、自主控制的关键技术之一。针对此问题,阐述了基于肌电信号的人体下肢运动意图映射研究进展,包括比例肌电法、肌骨模型法和人... 智能下肢假肢与下肢外骨骼是肢体功能障碍者恢复日常运动的重要手段。基于肌电信号的直接意图控制是其自适应、自主控制的关键技术之一。针对此问题,阐述了基于肌电信号的人体下肢运动意图映射研究进展,包括比例肌电法、肌骨模型法和人工智能算法,讨论了基于肌电信号的人体运动意图映射研究所面临的主要问题。最后,对该领域未来发展方向进行了展望和总结。 展开更多

关键词 肌电信号 智能下肢假肢 下肢外骨骼 运动意图映射 直接意图控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于柔性铰链的仿生外骨骼机械手设计研究 被引量：4

10

作者 孟巧玲 沈志家 +1 位作者 陈忠哲 聂志洋 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期557-565,共9页

为辅助手功能障碍患者在日常生活中更好地进行手部的康复训练与活动,提出一种基于柔性铰链的仿生外骨骼机械手。首先,基于弹性力学建立直梁型与半圆弧梁型柔性铰链刚度之间的映射关系模型,通过有限元模型改进半圆弧梁型柔性铰链的刚度... 为辅助手功能障碍患者在日常生活中更好地进行手部的康复训练与活动,提出一种基于柔性铰链的仿生外骨骼机械手。首先,基于弹性力学建立直梁型与半圆弧梁型柔性铰链刚度之间的映射关系模型,通过有限元模型改进半圆弧梁型柔性铰链的刚度设计式,并利用三铰链串联式外骨骼手指有限元模型验证单铰链刚度设计式的通用性和有效性;其次,基于修正后的刚度设计式,设计基于柔性铰链的仿生外骨骼机械手,通过绳索实现屈曲运动,通过柔性铰链的储能实现伸展运动,并根据齐次坐标变换建立相关的运动学模型,研究绳驱下的运动特性;最后,对试制的原型机进行屈曲性能与抓握能力的实验验证。外骨骼手指的仿真结果表明:单铰链的刚度设计式可用于复杂机构中各铰链的刚度计算,其误差值不大于3.5%;所试制的原型机手部执行构件仅重125 g,方便使用者日常携带。屈曲性能的实验结果表明:改进的刚度设计式减小了半圆弧梁型柔性铰链40%的刚度计算误差,使误差控制在5%以内,能快速获取满足弯曲条件的铰链几何尺寸。抓握能力的实验结果表明:两名健康受试者测量出外骨骼手单指能稳定输出8 N的指尖力,满足日常生活所需。因此,该外骨骼机械手可提供正常的关节活动度,其轻质便携及抓握能力高的特性还能辅助手功能障碍患者进行手部康复训练与日常活动。 展开更多

关键词 柔性外骨骼 柔性铰链 结构设计 刚度分析 仿生设计

在线阅读 下载PDF 职称材料

人-机-环境共融的智能假肢膝关节研究进展 被引量：1

11

作者 汪晓铭 黎林荣 +4 位作者 陈长龙 孙洁 张哲文 孟巧玲 喻洪流 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期486-501,共16页

智能假肢膝关节作为下肢假肢中最重要的部件,是一种人-机-环境高度共融的复杂系统,解决此共融系统中的关键科学问题是实现假肢穿戴者步态自然柔顺的必要条件。以仿生设计、智能感知和智能控制这3个主要研究方向为切入点,综述智能假肢膝... 智能假肢膝关节作为下肢假肢中最重要的部件,是一种人-机-环境高度共融的复杂系统,解决此共融系统中的关键科学问题是实现假肢穿戴者步态自然柔顺的必要条件。以仿生设计、智能感知和智能控制这3个主要研究方向为切入点,综述智能假肢膝关节的研究进展。仿生设计的重点在于如何通过仿生结构与驱动设计,使假肢关节拟合人体关节驱动/阻尼代偿机制;智能感知聚焦于如何建立人-机-环境交互通道,实现人体运动意图识别与人机协同任务中的混合决策;智能控制主要关注如何在动态环境中调整假肢运动或驱动策略,使假肢更接近于人体正常的步态特征。最后,探讨智能假肢膝关节在人-机-环境共融研究中的发展方向与挑战,其中研究重点包括主被动混合代偿驱动、人体自主使能控制以及人-机-环境双闭环交互。 展开更多

关键词 智能假肢膝关节 人-机-环境共融 仿生驱动代偿 运动意图识别 自主使能控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于加速度小波包能量特征与多分类器融合的跌倒检测研究 被引量：2

12

作者 田一明 陈伟 王喜太 《科技创新与应用》 2017年第18期54-55,共2页

跌倒已成为危害老年人人身安全的主要因素之一。为提高对老年人跌倒检测的准确性,文章将集成学习的思想引入对老年人的跌倒检测之中。首先,通过小波分解对加速度信号进行频带划分,以得到相应动作加速度信号在不同频带下的能量分布情况;... 跌倒已成为危害老年人人身安全的主要因素之一。为提高对老年人跌倒检测的准确性,文章将集成学习的思想引入对老年人的跌倒检测之中。首先,通过小波分解对加速度信号进行频带划分,以得到相应动作加速度信号在不同频带下的能量分布情况;然后,对训练得到的基分类器进行性能评价和有效选取,以实现基分类器之间的优势互补;最后,应用加权投票法融合经过优选的基分类器组成多分类器融合检测系统。结果表明,文章方法优于单一分类器识别模型。 展开更多

关键词 跌倒检测 小波分解 分类器融合 模式识别

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于多信号特征和D-S证据理论融合的下肢运动模式识别 被引量：3

13

作者 陈伟 田一明 王喜太 《科技创新与应用》 2018年第1期25-27,共3页

针对下肢运动模式识别中出现的单一信号特征识别方法不能准确、可靠地识别出下肢的运动模式,以及多信号特征识别方法所带来的维数灾难问题。提出一种利用神经网络特征级融合多信号特征以及D-S证据理论对预识别结果进行决策级融合的下肢... 针对下肢运动模式识别中出现的单一信号特征识别方法不能准确、可靠地识别出下肢的运动模式,以及多信号特征识别方法所带来的维数灾难问题。提出一种利用神经网络特征级融合多信号特征以及D-S证据理论对预识别结果进行决策级融合的下肢运动模式识别方法。对采集到的下肢表面肌电信号以及髋关节信号进行特征提取,对两种来自不同信号源的特征向量分别建立各自的神经网络,利用神经网络的特征级融合属性得出不同信号源特征对下肢动作的预识别结果。最后利用D-S证据理论融合来自不同信号源特征对待识别动作的概率信度,以实现决策级融合的目的。通过文中方法对五种下肢常见动作的识别效果进行了验证。实验结果表明,文章方法相比于单一信号源特征的识别方法具有更高的可靠性和正确率。 展开更多

关键词 运动模式 数据融合 多源信息 神经网络 D-S证据理论 特征提取

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于优化Adaboost迭代过程的SVM集成算法

14

作者 田一明 陈伟 单新颖 《无线互联科技》 2017年第15期106-108,共3页

为提高Adaboost算法迭代过程中生成基分类器的分类精度以及简化整个集成学习系统的复杂度,文章提出了一种优化Adaboost迭代过程的SVM集成算法。该算法提出了一种在其迭代过程中加入样本选择和特征选择的集成方法。通过均值近邻算法对样... 为提高Adaboost算法迭代过程中生成基分类器的分类精度以及简化整个集成学习系统的复杂度,文章提出了一种优化Adaboost迭代过程的SVM集成算法。该算法提出了一种在其迭代过程中加入样本选择和特征选择的集成方法。通过均值近邻算法对样本进行选择,并利用相对熵法进行特征选择,最后利用优化得到的特征样本子集对基分类器SVM进行训练,并用加权投票法融合各个SVM基分类器的决策结果进行最终判决。通过对UCI数据集的仿真结果表明,本算法与支持向量机集成算法相比,能够在更少的样本以及特征的基础上,实现较高的识别正确率。 展开更多

关键词 集成学习 均值近邻 支持向量机

在线阅读 下载PDF 职称材料