IEEE trans:基于生物融合的手部虚拟康复系统:虚拟现实对肌肉疲劳感、游戏性能和用户体验的影响

2021-10-25 11:01:46 来源:
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脊柱在皮肤上激发电位分布,即表面会肌电图(sEMG)。可以用来归纳脊柱松弛,脊柱松弛有许多界定,神经科学上,低体内脊柱pH取值宗教性上被认为是造成松弛的正要考量,乳酸积累引起的黄疸被认为是造成活跃神经松弛的理由。脊柱松弛的肌电户外活动叠加。这些叠加可以通过在时域和DFT处理表面会肌电回波的参数和算法来观测。在时域中所,它运用于RMS(大多之比)取值,即回波平大多能量的平之比。DFT中所有两个已被广泛运用于的正要松弛描述符,即功率密度明人的平大多基频(MNF)和中所频(MDF)。在等高约收缩时,爱国运动基本单位神经细胞(MUAP)的圆形所致松弛就其pH取值叠加的冲击,因此肌纤维上的导电平大多速度减低。因此,MNF和MDF减低,sEMG回波的功率密度明人转换。

等高约MVC的30%至70%用力覆盖范围应在20至30秒的时外段时外延迟内开展。这是都有自荐的只能等高约收缩(脊椎某种高度守恒和脊柱外距),这是持续时外段和不改变覆盖范围的脸部户外活动。当脊椎爱国运动不舒服或有禁忌症时,在通常过程中所,或当所致伤区域的底层许多组织牢固时,等高约爱国运动是一种有价取值的动手术来进行。然而,由于宗教性动手术设计方案中所共存许多内分泌前提条件和心理考量,这些替代疗法一般而言无法实现对脊柱松弛素质的立即出现异常和获取放射治疗依从性。为此,整合了探索模拟动手术技术整合的新型系统设计(HCI)模式,整合了多样的(意味着)可访问交流式(VR)技术整合、交互式感测器(例如,爱国运动、触觉、可衣著表面会肌电图(sEMG)和多模态内分泌感测器,运用于立即出现异常治果。

电子游戏界面

本科学研究描述了一个集成到上肢模拟动手术电子游戏中所的有机体融为一体子系统的所设计过程。RC子系统运用于来自可衣著、无创、低成本的表面会肌电臂带上的回波,运用于赋予电子游戏一个AI计算机系统,该计算机系统可以感知游戏内的松弛高度。这种智能使电子游戏能够创始可实现适应,有助于抑制游戏内的松弛高度,使他们保持在自荐的力气户外活动覆盖范围内。最后的子系统评估考虑了两种相异的可视化模式:非沉浸式(运用于宗教性屏幕显示电子游戏)和沉浸式(运用于新型交流式耳机作为交互表达方式)。

精神力量防御是一个基于身体的交流预告片电子游戏,在这里游戏内交流和控制预告片电子游戏运用于他们的脊柱(肱二头肌)。原力防御描摹了一个虚构的世界,片中被困在湖中所,必须必要措施自己不所致不断攻击的怪兽的伤害。在电子游戏中所得分的方法是通过创造者一个精神力量盾,也将而无须反击。通过运用于内分泌计算出来原理,有机体融为一体环子系统而无须集工插件智能子系统。在本文的子系统中所,引入游戏内的松弛高度,从而变动电子游戏数组,以有利于地大幅提高身体显出。24名所致试者(12名女性和12名女性) 不愿参加科学实验。Myo袖带上可衣著手镯包括8个干电极,运用于记事200hz滤波基频下的表面会肌电回波。运用于0-10博格所致试者来举例来说所致试者的感知松弛素质。电子游戏交流问卷(GEQ)用来调查游戏内对电子游戏交流的印象和看法。坐着的爱国田径在他/她的正臂上运用于肌臂带上感测器,与此就其肱二头肌上。在科学人类学家的指导下,参与者开展了5分钟的伸展体能训练,重点放在上肢。用电子游戏机制解释了部队防御电子电子游戏的最终目标。在校正阶段,所致试者被要求放松手臂10秒钟,然后在90岁时开展二头肌肘脊椎屈曲15秒。校正后,游戏内可以在正场景中所权利地与电子游戏对象开展交互。科学人类学家还要求爱国田径运用于博格所致试者来审核正观松弛素质。

试验车所设计

首先,与非沉浸式比起,沉浸式前提条件下的感知松弛素质较少,这反映了新型沉浸式交流式技术整合如何在模拟动手术过程中所对真实化学考量激发有意义和可观测的叠加。这可能有助于流行病学应用。GEQ的结果赞成了这种交流的进一步提高,试验中所沉浸式交流中所的灵活性、趋向于和大力冲击等关键性考量比宗教性的非沉浸式交流愈来愈高。此外,沉浸式交流的冲击也极低非沉浸式交流,再次强化了一种愈来愈愉快、愈来愈具吸引力的交流。这些结果是意味著的,因为过去的科学研究结果指出,通过沉浸式交流户外活动,参与者可能会之外无关冲动,如疼痛或松弛。关键性的是要强调,所设计的有机体混合子系统的最终目标之一是通过游戏内的脊柱收缩素质来冲击电子游戏的挑战性。

GEQ电子游戏有助于观测人们取消电子游戏后的感所致。在科学实验所设计中所,正面经验和经验的一般而言在沉浸状态下显出出突出愈来愈好的分数。两组外SUS无突出性差异;尽管如此,这两个分数都颇高,说明了电子电子游戏的信息化功能很好,包括内分泌适应灵活性。该子系统在两种只能大多对此SUS取值,证明子系统的可用性不所致新设的突出冲击。另一方面,显出指标表明沉浸式环境可以鼓励游戏内在电子游戏中所取得愈来愈好的显出,从而通过自我竞争策略大幅提高模拟动手术的益处。总之,本文所设计的子系统可作为获取愈来愈个性化放射治疗的策略和基于内分泌显出定制挑战性素质的客观来进行。

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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