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基于EIT的触觉传感器提供了精细运动技能评估的新方法

导读 精细运动技能在人类认知中发挥着至关重要的作用,影响着从日常活动到先进工具文明发展的一切。然而,客观地量化和评估这些技能一直是一个挑

精细运动技能在人类认知中发挥着至关重要的作用,影响着从日常活动到先进工具文明发展的一切。然而,客观地量化和评估这些技能一直是一个挑战。

像视频编码这样的传统技术虽然高效,但耗时且容易受到编码员偏见的影响。此外,无标记动作捕捉或手持设备等现有技术存在局限性,尤其是在评估婴儿手指运动时。

为了应对这些挑战,由芝浦工业大学的HirokiSato教授领导的一项研究,与芝浦工业大学的RyunosukeAsahi先生和东京大学(现隶属于大阪大学)的ShunsukeYoshimoto博士合作,已经出现。这项研究介绍了一种客观评估手指精细运动的新方法。

这项研究发表在IEEEAccess上,提出了一种利用基于电阻抗断层扫描(EIT)的柔性触觉传感器的尖端系统。

佐藤教授解释说:“我们扩展了Yoshimoto博士之前开发的基于电阻抗断层扫描(EIT)的柔性触觉传感器。这一扩展催生了一种新颖的系统,用于客观评估手指的精细运动。该系统具有显着的优势与传统方法相比,在灵活性、形状多功能性和灵敏度方面。”

他们的设备由四层组成,其中包括一个基于电阻抗断层扫描(EIT)的柔性触觉传感器,其圆柱形类似于FDT钉板(功能灵活性测试)。此设置可以精确测量捏合动作。

该传感器使用具有16个电极和导电材料的柔性印刷电路板,捕获不同手指运动的电压数据。使用MATLAB处理数据以重建图像并对捏合运动进行分类。在涉及12名参与者的实验中,该系统通过重建图像和测量的电压矢量实现了很高的分类精度。

该研究通过引入能够准确分类各种捏捏动作的系统,填补了当前评估技术的关键空白。佐藤教授详细介绍了他们的方法和结果,指出:“在这项研究中,12名成年参与者进行了六种类型的捏捏动作,这些动作以手指的数量及其方向为特征。电压矢量和重建图像用于对六种类型的捏捏动作进行分类议案。

“我们的结果显示,使用重建图像和测量电压矢量的分类准确率分别为79.1%和91.4%。”

这一突破对研究和实际应用都具有深远的影响。值得注意的是,它可以为旨在增强手指精细运动的教育玩具铺平道路,从而有助于认知发展。此外,手部动作的自动化分析可以解决医学研究的人力短缺问题,有助于实现在线医疗。

佐藤教授和他的团队设想他们的系统在未来会有更广泛的应用。“未来,我们计划将断层扫描触觉传感器应用于各种形状的物体,以确认其对于广泛人群,特别是婴儿的可行性,”他进一步补充道。

这一新系统的开发标志着精细手指运动客观评估的重大进步。该技术有望应用于从发育评估到医学研究等各个领域,它预示着更光明的未来,人们将更好地理解和利用人类运动技能的复杂性,造福社会。

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