隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,智能人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展有望輔助不同程度失能患者恢復(fù)其生活自理,幫助失能患者與外界正常交流,減輕社會和家庭負(fù)擔(dān)。在失能患者中輕中度完全失能患者雖然無法控制肢體活動,但是仍具有自主控制口腔內(nèi)舌頭運動的能力。而舌頭具有運動直觀、抗疲勞性強(qiáng)、不受自身運動狀態(tài)影響等多種優(yōu)點,因而可以通過舌機(jī)交互技術(shù)實現(xiàn)患者的生活自理。為此本論文基于舌機(jī)交互的人機(jī)交互模式設(shè)計了面向失能患者的舌控系統(tǒng),完成了系統(tǒng)的軟硬件搭建,經(jīng)測試結(jié)果表明該系統(tǒng)的實時性和可操控性可較好滿足失能患者的需求。首先,結(jié)合多模態(tài)人機(jī)交互技術(shù)在康復(fù)醫(yī)療中的研究、面向失能患者的輔助技術(shù)研究、不同的舌機(jī)交互方法及裝置研究為理論依據(jù)對現(xiàn)階段舌機(jī)交互及舌控系統(tǒng)現(xiàn)狀進(jìn)行分析,論證本論文的可行性。并基于失能患者心理及生理上的需求及康復(fù)機(jī)器人的評價體系（USUS）完成面向患者的舌控系統(tǒng)整體設(shè)計方案設(shè)計。其次,借鑒國內(nèi)外多種人造上腭電極分布方式和電極分布原理給出適合失能患者實現(xiàn)控制功能的腭位電極分布方式,完成系統(tǒng)在舌控系統(tǒng)中對舌運動信息的采集。并通過腭位電極控制運動狀態(tài)聚類分析結(jié)合腭位參數(shù)接觸指數(shù)找出最適的舌控區(qū)域劃分,根據(jù)接觸電極分布... 

【文章來源】：長春大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

電磁感應(yīng)舌機(jī)接口

4信息進(jìn)行編碼，最后根據(jù)編碼對被控系統(tǒng)進(jìn)行相對應(yīng)的控制。如何獲取舌部信息成為首要問題，現(xiàn)有基于舌機(jī)接口的人機(jī)交互系統(tǒng)特征信號提取方法對于記錄舌部運動的生理數(shù)據(jù)采集手段主要有：電磁記錄儀（EMA）、核磁共振成像技術(shù)（MRI）、超聲儀（Ultrasound）、X光技術(shù)（X-ray）以及動態(tài)電子腭位儀（EPG）等。如圖1-1—1-5。中國科學(xué)院WangL[10]，在2012年使用電磁記錄儀（EMA）采集說話人舌部運動信息并驅(qū)動3D會話頭像進(jìn)行發(fā)音輔助訓(xùn)練，訓(xùn)練結(jié)果顯示：在對286個測試中，單詞識別準(zhǔn)確率為91.6%，平均真實性得分為3.5（分值1-5分）。圖1-1電磁感應(yīng)舌機(jī)接口圖1-2動態(tài)腭位儀圖1-3X光技術(shù)采集技術(shù)圖1-4核磁共振成像技術(shù)圖1-5超聲儀數(shù)據(jù)采集浙江大學(xué)申慧敏[11]在研究中從頭部電磁信息的物理特征出發(fā)，采集了舌動、眼動、腦動所產(chǎn)生的磁信號，并開展了基于頭部電磁信息反演的人機(jī)交互系統(tǒng)控制指令提取方法研究。并在基于磁標(biāo)記舌機(jī)接口的人機(jī)交互系統(tǒng)控制指令提取的研究中，針對磁標(biāo)記舌機(jī)接口中磁源空間分布特征信號提取，提出了基于封閉解析解模型的磁源定位方法實現(xiàn)了在采集舌動信息的快速高效的磁源定位方式。美國佐治亞理工學(xué)院Ghovanloo教授[12-13]領(lǐng)導(dǎo)的研究小組通過在舌部嵌入一個磁鐵采集舌部運動信息，由于舌頭運動的內(nèi)部和周圍的磁場變化檢測由一對三軸向線性磁感應(yīng)傳感器模塊安裝在耳機(jī)兩側(cè)靠近用戶的臉頰，通過識別磁場變化檢測舌部運動情況，但該系統(tǒng)的缺點在于需要通過外科手術(shù)將磁鐵嵌入使用者的舌部[14-18]。并且一般需要結(jié)合模式識別算法，模糊的判定舌動信息，而導(dǎo)致對

4信息進(jìn)行編碼，最后根據(jù)編碼對被控系統(tǒng)進(jìn)行相對應(yīng)的控制。如何獲取舌部信息成為首要問題，現(xiàn)有基于舌機(jī)接口的人機(jī)交互系統(tǒng)特征信號提取方法對于記錄舌部運動的生理數(shù)據(jù)采集手段主要有：電磁記錄儀（EMA）、核磁共振成像技術(shù)（MRI）、超聲儀（Ultrasound）、X光技術(shù)（X-ray）以及動態(tài)電子腭位儀（EPG）等。如圖1-1—1-5。中國科學(xué)院WangL[10]，在2012年使用電磁記錄儀（EMA）采集說話人舌部運動信息并驅(qū)動3D會話頭像進(jìn)行發(fā)音輔助訓(xùn)練，訓(xùn)練結(jié)果顯示：在對286個測試中，單詞識別準(zhǔn)確率為91.6%，平均真實性得分為3.5（分值1-5分）。圖1-1電磁感應(yīng)舌機(jī)接口圖1-2動態(tài)腭位儀圖1-3X光技術(shù)采集技術(shù)圖1-4核磁共振成像技術(shù)圖1-5超聲儀數(shù)據(jù)采集浙江大學(xué)申慧敏[11]在研究中從頭部電磁信息的物理特征出發(fā)，采集了舌動、眼動、腦動所產(chǎn)生的磁信號，并開展了基于頭部電磁信息反演的人機(jī)交互系統(tǒng)控制指令提取方法研究。并在基于磁標(biāo)記舌機(jī)接口的人機(jī)交互系統(tǒng)控制指令提取的研究中，針對磁標(biāo)記舌機(jī)接口中磁源空間分布特征信號提取，提出了基于封閉解析解模型的磁源定位方法實現(xiàn)了在采集舌動信息的快速高效的磁源定位方式。美國佐治亞理工學(xué)院Ghovanloo教授[12-13]領(lǐng)導(dǎo)的研究小組通過在舌部嵌入一個磁鐵采集舌部運動信息，由于舌頭運動的內(nèi)部和周圍的磁場變化檢測由一對三軸向線性磁感應(yīng)傳感器模塊安裝在耳機(jī)兩側(cè)靠近用戶的臉頰，通過識別磁場變化檢測舌部運動情況，但該系統(tǒng)的缺點在于需要通過外科手術(shù)將磁鐵嵌入使用者的舌部[14-18]。并且一般需要結(jié)合模式識別算法，模糊的判定舌動信息，而導(dǎo)致對


本文編號：3591745