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基于sEMG的手部康复机器人交互控制研究的开题报告
一、研究背景及意义
随着人口老龄化的加剧和手部功能障碍人群的不断增加，手部康复逐渐成为了一个重要的研究领域。目前，手部康复主要依赖于物理治疗师的手工康复技术和康复设备的辅助作用。但是传统的手工康复技术对治疗师的技能和经验要求较高，且存在着操作难度大、治疗效果不尽如人意等问题。而目前市面上大部分的康复设备存在着运动控制精度不高、互动性差等问题。
随着生物医学工程技术的发展，利用肌电信号（sEMG）操控康复机器人，是当前应用广泛的一种手部康复模式。肌电信号是人体肌肉收缩产生的电信号，通过肌肉和神经之间的传导关系，反映了肌肉收缩的情况。利用sEMG信号控制康复机器人，既可以减少对治疗师技能的要求，又可以实现人机互动，提高康复效果。
因此，本文拟以基于sEMG的手部康复机器人交互控制为研究主题，旨在设计一款智能化、高准确度的机器人康复系统，以改善目前传统手工康复的问题，提高康复效果和质量。
二、研究内容及技术路线
1.研究内容
（1）sEMG信号采集：利用sEMG信号采集装置采集手部肌肉发出的sEMG信号。
（2）sEMG信号处理：对采集到的sEMG信号进行滤波、放大和线性化处理，提取出肌肉收缩特性。
（3）姿态控制算法：设计基于sEMG信号的姿态控制算法，将机器人的移动轨迹和速度调整到符合患者的康复状态。
（4）交互控制系统设计：设计基于sEMG的交互控制系统，实现人机交互，实时调整机器人的康复模式和控制方案。
（5）实验验证：对研究所设计的机器人康复系统进行实验验证，检验其康复效果和技术可行性。
2.技术路线
（1）sEMG信号采集：采用肌电信号采集器和电极贴片对手部肌肉发出的sEMG信号进行采集。
（2）sEMG信号处理：采用数字信号处理技术，对sEMG信号进行滤波、放大和线性化处理，提取出肌肉收缩特性。
（3）姿态控制算法：基于sEMG信号，采用PID控制算法对机器人进行姿态调整。
（4）交互控制系统设计：采用传感器控制和通讯技术，设计基于sEMG的交互控制系统。
（5）实验验证：对研究所设计的机器人康复系统进行实验验证，检验其康复效果和技术可行性。
三、研究预期成果及意义
1.研究预期成果
（1）设计基于sEMG信号的手部康复机器人交互控制系统，实现机器人模拟手部肌肉收缩进行康复训练。
（2）建立康复预期模型，对康复效果进行客观评估，为患者做出康复计划和调整。
（3）开发基于虚拟现实技术的康复辅助系统，提供更加丰富、多样化的康复训练环境。
2.研究意义
本研究将探究基于sEMG的康复训练交互控制技术，为手部康复提供了一种更加先进、智能化的康复模式。该技术具有以下意义：
（1）减轻物理治疗师的工作负担，提高康复师的工作效率，缓解康复系统资源匮乏的问题。
（2）提高机器人康复的准确性和互动性，使康复训练更加符合患者的康复需要，提升治疗效果和康复质量。
（3）拓展康复领域的技术应用，为其它身体部位的康复提供了新的研究思路和方法。