Adaptive Bio-Interfaces

Die humanoide Plattform TORO, durch Position- und Kraft-Teleoperation mittels Oberflächen-Elektromyographie gesteuert.
Spielen eines virtuellen Klavier durch Ultraschallbilder.

Die Bewegung von Gliedmaßen basiert auf der Kontraktion von Muskeln. Diese Kontraktionen lassen sich mithilfe von Elektromyographie, Druckmessungen oder optischen Verfahren erfassen. Das Ziel ist es hierbei diese Signale zu interpretieren um die beabsichtigte Bewegung zu identifizieren. Diese beinhaltet wann gegriffen wird, wie gegriffen wird, welche Gliedmaße bewegt wird und auf welche Art und Weise dies geschieht (Position, Geschwindigkeit, Kraft, Drehmoment). Dies ist im Bereich der oberen Extremitäten für Hände, Handgelenke, Ellbogen und Schultern möglich.

Anwendung findet dieses Verfahren hauptsächlich bei Beeinträchtigungen im Bereich der oberen Extremitäten. Es wird in der Assistenzrobotik für Hand/Handgelenk/Arm-Prothesen eingesetzt. Außerdem kann es für die Behandlung von neuropathische Schmerzen und degenerativen muskuloskelettalen Erkrankungen wie z.B. Complex Regional Pain Syndrome und Schlaganfällen verwendet werden.

Ausgewählte Veröffentlichungen

[1] Nowak, M. & Castellini, C. Wrist and grasp myocontrol: simplifying the training phase Proceedings of ICORR - International Conference on Rehabilitation Robotics, 2015, 339-344 DOI 10.1109/ICORR.2015.7281222

[2] Atzori, M.; Gijsberts, A.; Castellini, C.; Caputo, B.; Hager, A.-G. M.; Elsig, S.; Giatsidis, G.; Bassetto, F. & Müller, H. Electromyography data for non-invasive naturally-controlled robotic hand prostheses Scientific Data, 2014, 1, 140053, DOI 10.1038/sdata.2014.53

[3] Castellini, C.; Artemiadis, P.; Wininger, M.; Ajoudani, A.; Alimusaj, M.; Bicchi, A.; Caputo, B.; Craelius, W.; Dosen, S.; Englehart, K.; Farina, D.; Gijsberts, A.; Godfrey, S. B.; Hargrove, L.; Ison, M.; Kuiken, T. A.; Markovic, M.; Pilarski, P. M.; Rupp, R. & Scheme, E. Proceedings of the first workshop on Peripheral Machine Interfaces: Going beyond traditional surface electromyography Frontiers in Neurorobotics, 2014, 8, DOI fnbot.2014.00022

[4] Sierra González, D. & Castellini, C. A realistic implementation of ultrasound imaging as a human-machine interface for upper-limb amputees Frontiers in Neurorobotics, 2013, 7, DOI 10.3389/fnbot.2013.00017