假手只能恢復(fù)因截肢而喪失的部分功能。但是，將來自前臂肌肉的電信號與其他信息來源(例如眼動追蹤)相結(jié)合，有望制造出更好的假肢。由 SNSF 資助的一項研究使專家能夠訪問有價值的新數(shù)據(jù)。
手部的 34 塊肌肉和 20 個關(guān)節(jié)可實現(xiàn)極其精確和復(fù)雜的運動，這對于日常與環(huán)境和他人互動至關(guān)重要。因此，手截肢對一個人的生活具有嚴(yán)重的生理和心理影響。肌電假手通過記錄皮膚上的肌肉電信號來工作，可以讓截肢者恢復(fù)一些失去的功能。但是靈巧度通常是有限的，僅來自前臂的電信號的可變性使得假肢有時不可靠。
商業(yè)信息學(xué)教授 Henning Müller 正在研究如何將來自肌電信號的數(shù)據(jù)與其他信息來源相結(jié)合，從而開發(fā)出更好的假肢。Müller 現(xiàn)在向科學(xué)界提供了一個數(shù)據(jù)集，其中包括眼動追蹤和計算機視覺以及肌電圖和加速度傳感器數(shù)據(jù)。這項工作的結(jié)果由瑞士國家科學(xué)基金會 (SNSF) 資助，剛剛發(fā)表在Nature Scientific Data上。
利用凝視
“我們的眼睛不斷地快速移動，稱為掃視。但是當(dāng)你去抓住一個物體時，你的眼睛會注視它幾百毫秒。因此，眼動追蹤提供了關(guān)于檢測一個人打算抓住的物體和可能需要的手勢，”日內(nèi)瓦大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授 Müller 說。此外，與截肢的肌肉萎縮并發(fā)送不斷變化的肌電信號不同，凝視保持不變。計算機視覺——即計算機對視野中物體的識別——也可以與眼動追蹤一起使用，以部分自動化假手。
為了將常見的手勢與來自截肢肌肉的信息以及這些新數(shù)據(jù)源聯(lián)系起來，Müller 在相同的實驗環(huán)境中研究了 45 人——15 名截肢者和 30 名身體健全的受試者。每個參與者的前臂上都裝有 12 個電極，手臂和頭部裝有加速度傳感器。眼球追蹤眼鏡記錄了參與者的眼球運動，同時參與者進行了 10 種常見的抓取和操縱物體的動作，例如拿起鉛筆或叉子，或者玩球。這些運動是與 HES-SO 瓦萊州的物理治療研究所合作確定的。手勢的計算機建模使 Müller 能夠建立一個新的包含不同類型數(shù)據(jù)的手部動作多模態(tài)數(shù)據(jù)集。計算機視覺和頭部運動測量。
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