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手部外骨骼康复机器人的系统研制与镜像训练研究的开题报告
一、选题背景
人类科技的不断发展，为残疾人的康复提供了更多的可能性。其中，外骨骼康复机器人是目前比较受关注的一种康复辅助设备，可以有效帮助下肢或上肢残疾人进行步态和手部功能恢复训练。对于下肢外骨骼机器人已经有了许多研究成果，但是对于手部外骨骼机器人的研究还较少。因此，本文将以手部外骨骼康复机器人的系统研制和镜像训练研究为主题，探索如何通过机器人辅助恢复手部功能的方法和手段，提高残疾人的生活质量和自主能力。
二、选题意义
近年来，我国残疾人数量呈上升趋势。与此同时，社会对于残疾人康复工作的关注也在不断增加。而以外骨骼康复机器人辅助恢复手部运动功能，对于残疾人的生活质量和自主能力提升具有很大的意义。手部的灵活运动涉及到许多日常生活中必不可少的动作，包括拿着勺子吃饭、刷牙洗脸、穿衣服等等。而残疾人想要重获这些日常生活的能力，需要大量的训练和恢复，而外骨骼机器人的辅助可以大大加快康复的进程，提高一定的康复效果。此外，手部外骨骼机器人还可以作为医学研究和医学教学中的实验设备，用于实验室的研究，或者在医学院校开设相关课程，培养更多从事康复工作的专业人才，具有很广阔的应用空间和市场前景。
三、研究内容和方法
本文将主要对手部外骨骼康复机器人的系统研制和镜像训练研究展开，探索如何通过机器人辅助恢复手部功能的方法和手段，提高残疾人的生活质量和自主能力。具体分为以下两个主要部分：
1、手部外骨骼机器人的系统研制：
首先，需要对于手部外骨骼机器人进行系统研制，包括外骨骼的设计制作、机器人控制系统的设计和开发、运动控制算法的研究以及传感器等的选用等等。基于机器人技术和运动控制系统，打造一个精细、稳定、易控制、易定制的手部外骨骼操控平台。
2、手部外骨骼机器人的镜像训练研究：
接下来，对于实际的康复训练而言，主要是通过镜像训练的方式，让残疾人通过对机器人进行远程操作，来完成特定的手部恢复训练。镜像训练通过向残疾人提供视觉反馈，来改善运动协调和肌肉收缩控制，增强运动能力。我们将研究如何将残疾人的主动力与外骨骼机器人的被动力相结合，实现康复训练中的良好协同作用，并对训练的效果进行评估和改进。
四、预期成果
本文的预期成果如下：
1、完成一套稳定、可靠、适用的手部外骨骼机器人系统，为残疾人提供一种高效的康复辅助手段。
2、首先在实验室完成手部康复训练中镜像训练的验证，对于训练的效果进行评估和改进。
3、通过在康复医院的实际操作，对所研制的手部外骨骼机器人系统和镜像训练方法的实用性进行验证。
五、研究计划
本研究计划将持续两年，主要阶段如下：
第一年：
1、调研与文献考察；
2、方案设计，制定机器人外骨骼设计方案；
3、根据设计方案制作手部外骨骼机器人样品；
4、机器的整体装配与系统调试；
5、完成机器人运动测验和控制算法设计。
第二年：
1、对于机器人的应用平台进行改造和优化；
2、利用镜像设计制作康复测试系统；
3、对机器人进行镜像训练的实验研究；
4、通过系统的实践验证提高机器人康复的效果；
5、提交研究论文和应用专利。