Original scientific paper

https://doi.org/10.21860/medflum2022_284696

Model šake s međuovisnim zglobovima za primjenu u rehabilitacijskoj robotici

Tomislav Bazina ; University of Rijeka, Faculty of Engineering, Rijeka, Croatia
Ervin Kamenar ; University of Rijeka, Faculty of Engineering, Rijeka, Croatia
Saša Zelenika ; University of Rijeka, Faculty of Engineering, Rijeka, Croatia
Nelida Črnjarić-Žic ; University of Rijeka, Faculty of Engineering, Rijeka, Croatia
Tea Schnurrer-Luke-Vrbanić ; University of Rijeka, Faculty of Medicine, Department for Physical and Rehabilitation Medicine, Rijeka, Croatia

Abstract

Cilj: U radu se prezentira metoda za razvoj pojednostavljenog ali učinkovitog kinematičkog modela ljudske ruke koji će se implementirati u rehabilitacijskoj robotici. Materijali i metode: Pristup se temelji na pojednostavljenju postojećeg modela koji ima 24 stupnja slobode gibanja (DOF) na 9 DOF-a, uz uvođenje dodatnih konstrukcijskih parametara, specifičnih za različite vrste hvata. Nakon što je istražen utjecaj ovisnih zglobova na raspon pokreta (ROM) modela, te je isti uspoređen s anatomskim modelom, dobivena su rješenja problema inverzne i direktne kinematike kažiprsta, srednjeg prsta, prstenjaka i malog prsta. Implementacija modela, temeljena na dimenzijama muških kostiju koje odgovaraju medijanu muške populacije, ostvarena je pomoću programskog okruženja otvorenog koda Robot Operating System (ROS). Rezultati: Uzimanjem u obzir četiriju dodatnih kutova nagiba po prstu, razvijeni model ruke obuhvaća i zakrivljenost prstiju, što omogućuje povećanje točnosti pozicioniranja u usporedbi s konvencionalnim modelom. Kao mjerila za utvrđivanje povećanja točnosti prostornog pozicioniranja, korištene su srednja apsolutna greška (MAE) i srednja relativna greška (MRE). MAE se, ovisno o položaju zgloba, kreće od 0,22 do 0,34 cm, dok se MRE kreće od 2,8 do 3,5 %. Najveće apsolutne i relativne greške tijekom pozicioniranja vrha prsta mogu, pak, doseći 0,5 cm, odnosno 10,5 %. Zaključak: Zaključuje se da modeliranje zakrivljenosti prsta i osiguranje prilagodljivosti modela različitim pacijentima i rehabilitacijskim modalitetima kroz međuovisnost zglobova, predstavlja najbolji pristup dobivanju relativno jednostavnog, primjenjivog i funkcionalnog modela šake.

Keywords

kosti šake; opseg pokreta zglobova; programska podrška; rehabilitacija; robotika; zglobovi šake

Hrčak ID:

284696

URI

https://hrcak.srce.hr/284696

Publication date:

1.12.2022.

Article data in other languages: english

Visits: 1.186 *