基於即時處理與FPGA實現之神經義肢驅動系統

Neural Prosthesis Driving System Basic on Real-time Processing and FPGA

林冠宏(Kaine Lin)

指導教授 ： 趙福杉

國立臺灣大學/工學院/醫學工程學研究所/碩士(2011年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2011.10835

摘要

在所有生物電氣活動分析方法之中，電生理是較為直觀有效，精確與可靠並且最有工程應用潛力的技術手段。
本論文使用即時演算法,從相拮抗肌肉之EMG訊號中，藉由動態堆積模型，推算出拮抗肌肉活動所對應的控制參數，透過將控制參數輸入擬相程式與姿態映射矩陣，轉換成各組關節電機的操控指令，並進而由三維模型進行運動模擬。
除此之外，本研究透過由FPGA設計的平行驅動數位IC與相應之功率驅動電路，實現了透過擬相指令對機械肢體系統的驅動，執行抓握動作。

關鍵字

神經義肢 ； 即時處理 ； FPGA

並列摘要

Among the techniques of analyzing bio-electricity,
Electrophysiological method is a more straightforward,effective,
precise and promising one.

In this thesis,we used Real-time Processing Algorithm to calculate control parameters from Agonist-Antagonist muscles.
By applying control parameters into Pseudophasic Model and Guesture Mapping Matrix,we got driving commands of joint motors,and emulated these commands on a 3D Hand Model.

Further more,By using power driving circuit and parallel driving digi-IC which designed by FPGA we were able to drive prosthesis by these Pseudophasic command.

並列關鍵字

Neural Prosthesis ； Real-time Processing ； FPGA

參考文獻

[9]翁偉傑，前庭誘發肌性電位刺激及記錄系統之整合及研製，2009

[1]鄭恆星，以肌電訊號與神經電訊號為義肢控制源之研究， 2005

[2]黃富胤，肌電訊號辨識系統之數位晶片實作，2006

[6]林琨皓，即時擷取與分析生醫信號之可攜式記錄器，2004

[11]John G.Webster，"Medical Instrumentation Applicationand Design"，Wiley，2003