مهندسی عصبی عضلانی
عابد خراسانی سرچشمه؛ عباس عرفانیان امیدوار
دوره 5، شماره 3 ، آذر 1390، ، صفحه 245-255
چکیده
در طی دو دهه اخیر، تحریک الکتریکی درون عضلانی به عنوان یک روش بالقوه به منظور بازیابی حرکت عضو فلج مطرح شده است. اصلی ترین چالش در بازیابی حرکت مطلوب در استفاده از تحریک الکتریکی درون عضلانی توسعه یک استراتژی کنترلی مقاوم برای تعیین الگوی‌های تحریک می‌باشد. کنترل دقیق و پایدار عضو در روش تحریک الکتریکی عملکردی درون عضلانی بدلیل خواص ...
بیشتر
در طی دو دهه اخیر، تحریک الکتریکی درون عضلانی به عنوان یک روش بالقوه به منظور بازیابی حرکت عضو فلج مطرح شده است. اصلی ترین چالش در بازیابی حرکت مطلوب در استفاده از تحریک الکتریکی درون عضلانی توسعه یک استراتژی کنترلی مقاوم برای تعیین الگوی‌های تحریک می‌باشد. کنترل دقیق و پایدار عضو در روش تحریک الکتریکی عملکردی درون عضلانی بدلیل خواص غیر خطی و متغیر با زمان سیستم عصبی- عضلانی و همچنین خستگی عضلانی زودرس و وجود تأخیر در این سیستم، مشکل می‌باشد. در این مطالعه تحقیقاتی یک استراتژی مقاوم برای کنترل حرکت چند مفصله با استفاده از تحریک الکتریکی درون عضلانی مطرح شده است. در این روش پارامترهای سیستم به صورت بر خط شناسایی می‌شود. روش ارائه شده ترکیبی از روش کنترل لغزشی با سیستم منطق فازی و کنترل کننده عصبی می‌باشد. به منظور ارزیابی مقاوم بودن، پایداری و دقت کنترل کننده، آزمایشات زیادی بر روی سه رت انجام شده است. نتایج آزمایشات نشان میدهد که روش پیشنهادی قابلیت کنترل دقیق حرکت گام برداشتن با همگرایی سریع را دارد.
مهندسی توان‌بخشی
وهاب نکوکار؛ عباس عرفانیان امیدوار
دوره 4، شماره 4 ، اسفند 1389، ، صفحه 327-336
چکیده
بالا بودن سطح مصرف انرژی متابولیک و نیروی زیاد وارد بر دستة واکر از عوامل محدودکننده در گام برداشتن افراد دچار ضایعه نخاعی با کمک تحریک الکتریکی عملکردی، محسوب می‌شود. فرد معلول در هنگام گام برداشتن برای حفظ تعادل و جبران کمبود گشتاورهای ایجاد شده در مفصل‌های پایین‌تنه، نیروی زیادی به دستة واکر وارد می‌کند. در این مقاله یک مدل ...
بیشتر
بالا بودن سطح مصرف انرژی متابولیک و نیروی زیاد وارد بر دستة واکر از عوامل محدودکننده در گام برداشتن افراد دچار ضایعه نخاعی با کمک تحریک الکتریکی عملکردی، محسوب می‌شود. فرد معلول در هنگام گام برداشتن برای حفظ تعادل و جبران کمبود گشتاورهای ایجاد شده در مفصل‌های پایین‌تنه، نیروی زیادی به دستة واکر وارد می‌کند. در این مقاله یک مدل گام برداشتن فرد دارای ضایعه نخاعی با واکر در صفحه دو بعدی ارائه شده است. با استفاده از این مدل و کنترل بهینه الگوی تحریک عضلات طوری تعیین شدهاند که علاوه بر کمینه بودن خطای ردیابی مسیر مرجع مفصل‌های پایین‌تنه، میزان تحریک الکتریکی عضلات پایین‌تنه و همچنین نیروی عکسالعمل دستة واکر کمینه باشد. گشتاور لازم برای بالاتنه و دستها نیز بر اساس همین تابع هزینه تعیین میشوند؛ اما مسیر مرجعی برای مفصل‌های آنها تعریف نشده است. نتایج نشان میدهد که نیروهای عکسالعمل دستة واکر و زمین با مقادیر اندازهگیری شده، شباهت زیادی دارد و الگوی تحریک عضلات تولید شده در شبیهسازی با الگوهای تحریک گام برداشتن در مطالعات گذشته، مطابقت دارد.
پردازش سیگنال‌های حیاتی
حسنا قندهاریون؛ عباس عرفانیان امیدوار
دوره 3، شماره 3 ، آذر 1388، ، صفحه 199-211
چکیده
مهمترین مشکل در بررسی و پردازش ثبت های الکتروآنسفالوگرام (EEG) حضور انواع سیگنال های ناخواسته (آرتیفکت ها) است که حذف آنها با روش تحلیل مولفه های مستقل از بهترین گزینه های ممکن است. هدف مساله تحلیل مولفه های مستقل جداسازی کور ترکیبی خطی از منابع مستقل است. با اعمال این روش روی سیگنال های مغزی آغشته به آرتیفکت، آرتیفکت ها به صورت مولفه ...
بیشتر
مهمترین مشکل در بررسی و پردازش ثبت های الکتروآنسفالوگرام (EEG) حضور انواع سیگنال های ناخواسته (آرتیفکت ها) است که حذف آنها با روش تحلیل مولفه های مستقل از بهترین گزینه های ممکن است. هدف مساله تحلیل مولفه های مستقل جداسازی کور ترکیبی خطی از منابع مستقل است. با اعمال این روش روی سیگنال های مغزی آغشته به آرتیفکت، آرتیفکت ها به صورت مولفه های مستقلی استخراج می شوند. تشخیص خودکار مولفه های مستقل مربوط به آرتیفکت از سایر مولفه ها باید بر اساس معیارهای مناسبی صورت گیرد. هنوز درباره انتخاب این معیارها توافقی کلی وجود ندارد. در این تحقیق مجموعه ای از معیارهای آماری و زمانی- فرکانسی معرفی شده است که می توانند در قالب یک قانون تشخیص و تصمیم گیری خودکار، مولفه های نمایانگر آرتیفکت های چشمی را با دقت بالا شناسایی کنند. در روش پیشنهادی به جای مقایسه معیارهای محاسبه شده برای مولفه ها با سطوح آستانه یا الگوهای خاص، ویژگی های مولفه های یک آزمون با هم مقایسه می شوند و بر اساس یک قانون تصمیم گیری مولفه های نمایانگر آرتیفکت چشمی (اثر پلک زدن و حرکت افقی و عمودی کره چشم) در صورت وجود در آزمون مورد نظر شناسایی و حذف می شوند. عملکرد روش پیشنهادی روی 2000 قطعه 4 ثانیه ای سیگنال EEG حاوی انواع آرتیفکت های چشمی آزمایش شده است. دقت تشخیص روش در مورد این داده ها 92.8% به دست آمده است. آزمون های آماری نشان می دهند که مقادیر معیارهای مربوط به مولفه های آرتیفکت و غیر آرتیفکت تفاوت قابل ملاحظه ای با هم دارند.
مهندسی عصبی عضلانی
حمیدرضا کبروی؛ عباس عرفانیان امیدوار
دوره 2، شماره 4 ، اسفند 1387، ، صفحه 335-349
چکیده
در این تحقیق یک راهکار کنترلی تطبیقی مقاوم فازی مبتنی بر کنترل لغزشی به منظور کنترل حرکت مفصل زانو با استفاده از تحریک الکتریکی کارکردی ارائه شده و به طور عملی بر روی 3 فرد مورد ارزیابی و مطالعه قرار گرفته است. راهکار کنترلی ارائه شده در این مقاله مبتنی بر کنترل نوع لغزشی است. از مهمترین ویژگی های کنترل نوع لغزشی، مقاوم بودن در مقابل ...
بیشتر
در این تحقیق یک راهکار کنترلی تطبیقی مقاوم فازی مبتنی بر کنترل لغزشی به منظور کنترل حرکت مفصل زانو با استفاده از تحریک الکتریکی کارکردی ارائه شده و به طور عملی بر روی 3 فرد مورد ارزیابی و مطالعه قرار گرفته است. راهکار کنترلی ارائه شده در این مقاله مبتنی بر کنترل نوع لغزشی است. از مهمترین ویژگی های کنترل نوع لغزشی، مقاوم بودن در مقابل عدم قطعیت های مدل و سیستم است. در عمل حدود عدم قطعیت ها مشخص نیست. بنابراین لازم است در کنترل نوع لغزشی، بهره جمله ناپیوسته تا حد ممکن بزرگ انتخاب شود. این سبب افزایش نوسان حول صفحه لغزش می شود. در این مقاله برای مقابله با عدم قطعیت ها، یک راهکار کنترلی از ترکیب کنترل نوع لغزشی، سیستم فازی و جبران ساز مقاوم تطبیقی برای جبران عدم قطعیت های ساختاری و غیر ساختاری ارائه شده است. در این راهکار کنترلی ابتدا دینامیک سیستم عضله- مفصل به وسیله سیستم منطق فازی شناسایی شده است. ضرایب مدل فازی در هر لحظه از زمان توسط یک تخمین گر فازی دیگر تعیین شده است. مطالعات شبیه سازی و نتایج آزمایش های انسانی نشان می دهند که راهکار کنترلی قادر به کنترل مقاوم و دقیق حرکت زاویه مفصل زانو بوده است. کنترل کننده قادر است با تنظیم شدت تحریک عضله، به خوبی اثر اغتشاش مکانیکی خارجی و بروز پدیده خستگی عضلانی را جبران کند.
مهندسی عصبی عضلانی
عباس عرفانیان امیدوار
دوره -2، شماره 1 ، تیر 1384، ، صفحه 81-92
چکیده
مدل جدیدی از عضله تحریک شده در شرایط غیر ایزومتریک ارایه شده است. مدل های ارایه شده کنونی مبتنی بر ساختار مدل هیل هستند. در این ساختار، رفتار عضله به بخش های مستقل از یکدیگر تجزیه شده و فرض می شود که این بخش ها ارتباطی با یکدیگر ندارند، در صورت که این تجزیه و عدم وابستگی بخش ها به یکدیگر، واقعیت فیزیکی ندارد. به منظور رفع محدودیت های مدل ...
بیشتر
مدل جدیدی از عضله تحریک شده در شرایط غیر ایزومتریک ارایه شده است. مدل های ارایه شده کنونی مبتنی بر ساختار مدل هیل هستند. در این ساختار، رفتار عضله به بخش های مستقل از یکدیگر تجزیه شده و فرض می شود که این بخش ها ارتباطی با یکدیگر ندارند، در صورت که این تجزیه و عدم وابستگی بخش ها به یکدیگر، واقعیت فیزیکی ندارد. به منظور رفع محدودیت های مدل های ساختار هیل، در این تحقیق از شبکه های عصبی دینامیک به عنوان ابزاری جهت مدل سازی عضله در شرایط غیر ایزومتریک استفاده شده است. برای این منظور، دو نوع شبکه عصبی به کار گرفته شد: شبکه پرسپترون با الگوریتم یادگیری پس انتشار خطا و شبکه عصبی مبتنی بر توابع پایه شعاعی الگوریتم یادگیری گرادیان تصادفی. نتایج این تحقیق نشان می دهد مدل های عصبی قادر به پیش بینی دقیق تری از میزان نیرو انقباض عضلانی در شرایط غیر ایزومتریک نسبت به مدل های پایه هیل هستند. از آنجایی که عضله دارای رفتار متغیر با زمان است دو ساختار متفاوت، شبکه عصبی متغیر با زمان و نامتغیر با زمان برای مدل سازی عضله در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می دهد مدل های عصبی متغیر با زمان، با دقت 99.5% و مدل های نامتغیر با زمان، با دقت 95% قادر به پیش بینی نیروی انقباض عضله تحریک شده در شرایط غیر ایزومتریک هستند. علاوه بر این، نتایج این تحقیق نشان می دهد دقت پیش بینی شبکه عصبی به ساختار شبکه بستگی دارد. با وجود ساده بودن ساختار شبکه عصبی مبتنی بر توابع شعاعی نسبت به ساختار شبکه عصبی پس انتشار خطا، دقت پیش بینی با شبکه عصبی مبتنی بر توابع شعاعی با 1000 دوره یادگیری بیشتر از شبکه عصبی پس انتشار خطا با 5000 دوره یادگیری است.
