ANALIZA IN SINTEZA METOD VARNE, SENZORNO PODPRTE ENOROČNE ROBOTSKE VADBEJAKOPIN, BLAŽ (Avtor) Munih, Marko (Mentor) rehabilitacija zgornjih okončinfiziološki signalivečmodalni sistemizdruževanje senzornih informacijinterakcija robota s človekompogoni s spremenljivo togostjoDoktorska disertacija sega na področje robotsko podprte motorične rehabilitacije bolnikov z motnjami gibanja zgornjih okončin. V nalogi obravnavamo metode združevanja senzornih informacij s poudarkom na merjenju in ocenjevanju fiziološkega odziva za načrtovanje naloge in vodenje haptičnega mehanizma, ki je zasnovan z inherentno elastičnostjo. Slednji omogoča varno interakcijo s človekom in načrtovanje metod vodenja aktivne podajnosti. Disertacija se najprej poglobi na področje nemotečega merjenja fiziološkega odziva človeka. Predstavljeni so fiziološki procesi človeka, ki se manifestirajo v obliki bioelektričnih in drugih signalov. Slednje lahko izmerimo z različnimi fiziološkimi merilnimi sistemi, ki so predstavljeni v nadaljevanju. Delo se za tem osredini na analizo merjenja in zasnovo lastnega merilnega sistema, ki omogoča nemoteče merjenje fizioloških signalov med robotsko interakcijo. Sledi opis analize merjenih signalov in metod obdelave podatkov z namenom pridobivanja značilnih fizioloških parametrov. Za uporabo predlaganega sistema v aplikacijah robotske rehabilitacije je potrebno sistem validirati v primerjavi s preverjenim referenčnim sistemom. Postopek validacije vključuje analizo podobnosti surovih signalov, kakor tudi analizo podobnosti izračunanih parametrov. Validacija je oplemenitena s poglobljeno študijo artefaktov gibanja med opravljanjem rehabilitacijske naloge, ki ovrednoti kvaliteto signala glede na prispevke gibanja. V zadnjem delu je predstavljena tudi validacija metode adaptivne vadbe, ki temelji na strukturi odločitvenega drevesa, kjer v procesu odločanja uporabljamo tako podatke o biomehanskih parametrih in uspehu naloge, kot tudi podatke o fiziološkem odzivu človeka. Pomembnejše izsledke o poglavju zberemo s sklepnimi ugotovitvami na koncu. Drugi del disertacije je namenjen analizi in načrtovanju metod vodenja linearnega pogona s spremenljivo togostjo. Slednji zaradi elastičnih elementov, ki jih vsebuje med pogonom in segmentom, omogoča varno interakcijo s človekom. Poglavje se začne z opisom zasnove pogonskega sklopa, kjer najprej naredimo pregled mehanskih konfiguracij sklopov s spremenljivo togostjo. Nadaljujemo z analizo pogonskega sklopa LinWWC-VSA, ki spada v družino antagonističnih pogonskih sklopov z uporabo antagonističnih nelinearnih vzmeti. Model pogonskega sklopa omogoča ocenjevanje togosti in sil na vrhu segmenta, ki jih lahko uporabimo pri načrtovanju vodenja. Sledi opis zasnove lastne verzije haptičnega mehanizma, ki vsebuje omenjen linearni pogonski sklop s spremenljivo togostjo. Opisani sta strojna in programska oprema, ki sta uporabljeni za izgradnjo haptičega mehanizma. Kinematične in dinamične spremenljivke uporabljenega mehanizma predstavimo z matematičnim modelom mehanizma. Sledi opis različnih metodologij za analizo haptičnih mehanizmov, kjer opišemo obstoje če metode za ocenjevanje statičnega in frekvenčnega odziva haptičnega mehanizma, ter opis metode ocenjevanja vodenja in točnosti. Sledi eksperimentalna validacija, znotraj katere obravnavamo predlagane metode pozicijskega vodenja in vodenja po sili. Za slednje potrebujemo meritev sile na vrhu, ki jo izračunamo iz pomika nelinearnih vzmeti. Metode vodenja pozicije in sile pa na koncu še razširimo na metode vodenja aktivne impedance s vpeljavo admitančne in impedančne regulacije.20182018-05-08 07:35:03Doktorsko delo/naloga101165VisID: 41921COBISS_ID: 12023124sl