IEEE trans:基于生物融合的上肢虚拟康复系统:虚拟现实对肌肉疲劳感、游戏性能和用户领略的影响

2021-10-12 18:10:11 来源:
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肌腱肉在皮肤上产生阻抗栖息于,即内层肌腱电图(sEMG)。可以用来分析肌腱肉疲累,肌腱肉疲累有许多定义,表征学上,低细胞内肌腱肉pH绝对值有别于上被认为是引发疲累的主要环境因素,乳酸积攒引起的酸中的毒被认为是引发活跃骨骼肌腱疲累的情况。肌腱肉疲累的肌腱电商业活动改变。这些改变可以通过在时域和频域妥善处理内层肌腱电信号的表达式和算法来观测。在时域中的,它用作RMS(均负数)绝对值,即信号高达光能的近似值。频域中的有两个已被广泛用作的主要疲累POSIX,即功率密度五音的高达频五音(MNF)和中的频(MDF)。在等总长松弛时,文学运动单位动作阻抗(MUAP)的形状均受疲累就其pH绝对值改变的环境因素,因此肌腱纤维上的传导速度减低。因此,MNF和MDF减低,sEMG信号的功率密度五音缓冲。

等总长MVC的30%至70%用力区域内应以在20至30秒的时近近隔内完成。这是特别举荐的前提等总长松弛(关节角度能量守恒和肌腱肉总长度),这是持续时近和不偏离区域内的手脚商业活动。当关节文学运动不不快或有禁忌症时,在浮动过程中的,或当均受伤区域的底层组织薄弱时,等总长文学运动是一种有价绝对值的入院用以。然而,由于有别于入院计划中的存在许多表征必须和心理环境因素,这些疗法不一定无法做到对肌腱肉疲累水平的主动数据分析和提供治疗法依从性。为此,研发了探索单纯世界入院新科技的新型人机交互(HCI)模式,结合了复杂的(当前)可访问期近单纯世界现实(VR)新科技、交互式传感器(例如,文学运动跟踪器、触觉、可穿内层肌腱电图(sEMG)和多基本概念表征传感器,运用于主动数据分析治疗法效果。

新游戏编辑器

本科学研究刻画了一个动态强大到上肢单纯世界入院新游戏中的的人类相结合该系统的所设计过程。二阶该系统用作来自可穿、无创、替代品的内层肌腱电臂放的信号,运用于赋予新游戏一个AI接口,该接口可以感知NPC的疲累高度。这种智能使新游戏必需创建数据妥善处理充分利用以,借此调节NPC的疲累高度,使他们保持在举荐的体力商业活动区域内内。最后的该系统分析考虑了两种相同的可视化模式:非感受到式(用作有别于屏幕显示新游戏)和感受到式(用作新型单纯世界现实耳机作为交互媒介)。

勇气牵制是一个基于眼睛的交流录像带新游戏,在这里NPC交流和控制录像带新游戏用作他们的肌腱肉(褶肘部腱)。原力牵制描摹了一个虚构的全世界,主角被困在湖中的,必需保护自己不均受大大攻击的怪物的伤害。在新游戏中的得分的用以是通过创造一个勇气盾,也将而无须反击。通过用作表征计算法则,人类相结合内层该系统而无须动态强大人工软件智能该系统。在本文的该系统中的,转用NPC的疲累高度,从而变更新游戏变量,以尽可能地提高眼睛显出。24名均受测者(12名女性和12名男性) 自愿参加测试。Myo袖放可穿手镯包含8个干电极,运用于记录200hz量化频五音下的内层肌腱电信号。用作0-10博格量表来量化均受测者的感知疲累水平。新游戏乐趣问卷(GEQ)用来报告NPC对新游戏乐趣的印象和看法。坐着的文学跳远在他/她的主臂上用作肌腱臂放传感器,特别是在褶肘部腱上。在科学学术界的他的学生下,大多数人完成了5分钟的伸展锻炼,着重放置上肢。用新游戏机制解释了军队牵制电子新游戏的尽可能。在测定过渡期,均受测者被要求放松手指10秒钟,然后在90岁时完成肘部腱肘关节弯曲15秒。测定后,NPC可以在主布景中的自由地与新游戏对象完成交互。科学学术界还要求文学跳远用作博格量表来定级主观疲累水平。

试验所设计

首先,与非感受到式来得,感受到式必须下的感知疲累水平较低,这反映了新型感受到式单纯世界现实新科技如何在单纯世界入院过程中的对单纯物理环境因素产生有意义和可观测的改变。这似乎有助于外科应以用。GEQ的结果支持了这种乐趣的提升,结果表明感受到式乐趣中的的能力、商品价格和积极环境因素等举足轻重环境因素比有别于的非感受到式乐趣不够高。此外,感受到式乐趣的负面环境因素也小于非感受到式乐趣,再次提升了一种不够愉快、不够具吸引力的乐趣。这些结果是期望的,因为过去的科学研究结果援引,通过感受到式交流商业活动,大多数人似乎会其余部分忽视负面歇斯底里,如呼吸困难或疲累。举足轻重的是要强调,所设计的人类混合该系统的尽可能之一是通过NPC的肌腱肉松弛水平来环境因素新游戏的高难度。

GEQ新游戏借此观测人们停止新游戏后的感均受。在测试所设计中的,正面经验和负面经验的一般而言在感受到状态下显出出明显不够好的分数。两组近SUS无明显性相异;尽管如此,这两个分数都很高,说明电子新游戏的综合动态很好,包含表征充分利用以能力。该该系统在两种前提均表示SUS绝对值,证明该系统的可用性不均受设置的明显环境因素。另一方面,显出百分比表明感受到式生存内层境可以积极NPC在新游戏中的拿到不够好的显出,从而通过自我市场竞争策略性提高单纯世界入院的益处。总之,本文所设计的该系统可作为提供不够个性化治疗法的策略性和基于表征显出定制高难度水平的前提用以。

M. F. Montoya, J. E. Muñoz and O. A. Henao, "Enhancing Virtual Rehabilitation in Upper Limbs With Biocybernetic Adaptation: The Effects of Virtual Reality on Perceived Muscle Fatigue, Game Performance and User Experience," in IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering,

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