课题基金 / 基金详情

基于运动单元动作电位序列的肌电解码与假肢连续运动控制

批准号:
91748119
项目类别:
重大研究计划
资助金额:
63.0 万元
负责人:
盛鑫军
依托单位:
学科分类:
机器人与机构学
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈晨、郭伟超、华磊、苏世勇、于洋、刘森森、吕博

项目摘要

结项摘要

项目成果

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中文摘要
项目拟通过研究基于高密度表面肌电测量技术的MUAPt解码方法,探索基于运动单元动作电位序列的新型灵巧假肢生机接口及其集成方法:从理论分析和实验验证两方面入手,通过侵入式肌内肌电信号和高密度表面肌电信号的同步测量,研究基于表面肌电信号的MUAPt的反解及其解剖学位置标定方法,构建新一代的神经控制模型。分析人手运动参数与MUAPt的相关性,建立运动模式在MUAPt中的表征模型、多自由度运动的同步比例预测模型,使生机接口功能由离散模式控制转向连续运动控制。研究面向MUAPt反解的高密度表面肌电通道约减方法,建立多自由度实时灵巧假肢控制生机接口,实现人手腕部及局部精细自由度的连续运动控制,为高传输率生机接口及灵巧假肢研制积累科学基础。
英文摘要
This project proposes to investigate the technology of decoding the motor unit action potential train (MUAPt) from high-density surface electromyography (EMG). This technique will be applied for a novel dexterous human-machine interface and the corresponding system integration. High-density EMG signals and intramuscular EMG signals will be recorded concurrently to verify the decomposition algorithm and to extract spatial information of MAUPts. The relationship between hand movements and MUAPt will be analyzed to build a novel control model which can realize simultaneous and proportional estimation of multiple degrees-of-freedom (DOF) kinematics. The recording channel configuration of high-density surface EMG, including electrode number and spatial distribution, will be optimized to improve the decomposition performance of MUAPt. This project will not only realize the simultaneous and continuous control of prosthetic hand wrist and fingers, but also provide enabling techniques for human-machine interface and dexterous prosthetics with high transmission rate.
项目通过研究基于高密度表面肌电测量技术的MUAPt解码方法,探索基于运动单元动作电位序列的新型灵巧假肢生机接口及其集成方法,使生机接口功能由离散模式控制转向连续运动控制,为高传输率生机接口及灵巧假肢研制积累科学基础。项目执行过程中,建立了高密度表面肌电信号仿真模型,提出了基于模板匹配的MUAPt分解方法,并设计了运动单元动作电位序列(MUAPt)实时解码算法,构建了基于瞬态肌电图像的腕部多自由度连续运动解码方法。在此基础上,研制了微阵列式多通道肌电采集系统,并在SJT-7仿人假肢手(6自由度、11个活动关节)实现了集成,在性能和外观上进一步接近于人手。研究成果在IEEE Trans. on Industrial Informatics、IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics、IEEE Sensors Journal等重要学术期刊和国际会议发表论文20篇,其中SCI收录论文7篇。新增发明专利申请8项(其中授权1项),获软件著作权登记2项。研究成果获教育部自然科学一等奖1项。项目执行期间,培养博士研究生7名(其中5名在读),硕士研究生5名。圆满完成了项目的既定研究内容和研究目标。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Hand gesture recognition based on motor unit spike trains decoded from high-density electromyography
基于高密度肌电图解码的运动单位尖峰序列的手势识别
DOI: 10.1016/j.bspc.2019.101637
发表时间: 2020-01-01
期刊: BIOMEDICAL SIGNAL PROCESSING AND CONTROL
影响因子: 5.1
作者: [Chen, Chen, Yu, Yang, Zhu, Xiangyang]
通讯作者: Zhu, Xiangyang
Toward an Integrated Multi-Modal sEMG/MMG/NIRS Sensing System for Human-Machine Interface Robust to Muscular Fatigue
面向可抵抗肌肉疲劳的人机界面的集成多模式 sEMG/MMG/NIRS 传感系统
DOI: 10.1109/jsen.2020.3023742
发表时间: 2021-02-01
期刊: IEEE SENSORS JOURNAL
影响因子: 4.3
作者: [Sheng, Xinjun, Ding, Xuecong, Zhu, Xiangyang]
通讯作者: Zhu, Xiangyang
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.2020.0143
发表时间: 2020
期刊: 机械设计与研究
影响因子: --
作者: [赵泽明, 盛鑫军, 朱向阳]
通讯作者: 朱向阳
A Novel Framework Based on Position Verification for Robust Myoelectric Control Against Sensor Shift
基于位置验证的新型框架,用于针对传感器移位的鲁棒肌电控制
DOI: 10.1109/jsen.2019.2927325
发表时间: 2019-11
期刊: IEEE Sensors Journal
影响因子: 4.3
作者: [He Jiayuan, Sheng Xinjun, Zhu Xiangyang, Jiang Ning]
通讯作者: Jiang Ning
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    面向连续运动解码的神经信号驱动肌骨模型研究
    • 批准号:
      52175021
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      63万元
    • 批准年份:
      2021
    • 负责人:
      盛鑫军
    • 依托单位:
    多模式人体刺激与生机电仿人假肢手的增强式生机接口研究
    • 批准号:
      51375296
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      80.0万元
    • 批准年份:
      2013
    • 负责人:
      盛鑫军
    • 依托单位:
    高密度玻璃覆晶(COG)封装的凸点植球(POB)方法研究及应用
    • 批准号:
      50805097
    • 项目类别:
      青年科学基金项目
    • 资助金额:
      22.0万元
    • 批准年份:
      2008
    • 负责人:
      盛鑫军
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金