上肢假肢中的触觉感知：机械特性表征、人体实验与计算发现
机器人学
2024-08-23 v2 人机交互
摘要
我们的研究调查了四种具有不同运动学和机械特性的假手中的振动触觉感知。我们发现，刚性且基于简单接受腔的假肢装置能够传递触觉信息，并出人意料地使用户能够以高可靠性识别被刺激的 finger。这种能力随着具有更多关节和更软机械结构的更先进假手而降低。我们进行了实验以理解其潜在机制。我们评估了假肢用户基于通过四种假手传递的振动来区分手指接触的能力。我们还对假肢进行了数值和机械振动测试，并使用机器学习分类器来识别被接触的手指。我们的结果表明，更简单和刚性的假手有助于接触区分（例如，纯装饰性假手的用户能以 83% 的准确率区分食指与其他手指的接触），但所有测试的假手（包括柔软的先进假手）的表现均高于随机水平。尽管先进假手减少了振动传递，但机器学习算法在区分手指接触方面仍超过了人类表现。这些发现表明了在先进假手中增强振动触觉反馈的潜力，并为未来在此类假肢装置中集成此类反馈奠定了基础。
引用
@article{arxiv.2402.12989,
title = {Tactile Perception in Upper Limb Prostheses: Mechanical Characterization, Human Experiments, and Computational Findings},
author = {Alessia Silvia Ivani and Manuel G. Catalano and Giorgio Grioli and Matteo Bianchi and Yon Visell and Antonio Bicchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.12989},
year = {2024}
}