IEEE trans:基于生物融合的上肢虚拟休养系统:虚拟现实对肌肉疲劳感、游戏性能和用户体验的影响

2022-01-10 00:06:50 来源:
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关节肉组织在皮肤上产生电位分布,即颗粒关节电图(sEMG)。可以用来分析关节肉组织疲累,关节肉组织疲累有许多定义,生理反应学上,低钙离子关节肉组织pH倍数传统观念上被显然是加剧疲累的配要各种因素,乳酸造就惹来的酸中所毒被显然是加剧活跃关节肉组织组织疲累的原因。关节肉组织疲累的关节电社交活动转变。这些转变可以通过在DFT和时域处理事件颗粒关节操作者的模板和算法来校准。在DFT中所,它用作RMS(均乘积)倍数,即信号平均能量的平乘积。时域中所有两个已被广泛应用用作的配要疲累描述符,即功率密度谱的平均频率(MNF)和中所频(MDF)。在等高约伸高约时,运动所单位神经元(MUAP)的轮廓曾受疲累关的pH倍数转变的制约,因此关节纤维上的传导速度增高。因此,MNF和MDF增高,sEMG信号的功率密度谱压缩。

等高约MVC的30%至70%用力之内应在20至30秒的时在在时在在延迟内完成。这是特别破例的意味着等高约伸高约(关节肉组织角度动量和关节肉组织高约度),这是持续时在在和不改变之内的手部社交活动。当关节肉组织运动所不舒服或有禁忌症时,在互换现实生活中所,或当曾受伤区域的底层组织薄弱时,等高约运动所是一种有价倍数的住院方法。然而,由于传统观念住院提议中所存在许多生理反应状况和心理各种因素,这些疗法有时候无法解决问题对关节肉组织疲累电子技术水平的配动追踪和提供治疗依从性。为此,合作开发了探索云端住院电子技术的新型人机交互(HCI)的系统,为基础了简单的(当前)可访问云端实境(VR)电子技术、交互式光度计(例如,运动所、触觉、可穿颗粒关节电图(sEMG)和多一般性生理反应光度计,应用于配动追踪治果。

新游戏界面

本分析描述了一个集成到颈部云端住院新游戏中所的生物体融合种系统的新设计现实生活。自适应种系统用作来自可穿、无创、低成本的颗粒关节电臂带的信号,应用于赋予新游戏一个人工人机应用程序,该应用程序可以表征游戏内的疲累总体。这种人机使新游戏能够创建可实现适应,旨在调节游戏内的疲累总体,使他们依然在破例的体力社交活动之内内。最后的种系统审核回避了两种完全相同的可视化的系统:非陶醉式(用作传统观念屏幕显示新游戏)和陶醉式(用作新型云端实境音箱作为交互大众传播)。

力牵制是一个基于身躯的对话预告片新游戏,在这里游戏内对话和高度集中预告片新游戏用作他们的关节肉组织(肱腰椎)。尤达牵制再现了一个虚构的世界,配角逃出在湖里所,必须保护自己不曾受不断攻击的异形的伤害。在新游戏中所总分的方法是通过创造一个力盾,也将准许强攻。通过用作生理反应计算出来原理,生物体融合环种系统准许集工运用程序人机种系统。在本文的种系统中所,扩展游戏内的疲累总体,从而调整新游戏变量,以借以地减少身躯乏善可陈。24名实验者(12名女性和12名男性) 自愿参加实验。Myo袖带可穿手镯还包括8个干电容,应用于记录200hz采样频率下的颗粒关节操作者。用作0-10博格人测验来量化实验者的表征疲累电子技术水平。新游戏领略问卷(GEQ)用来调查游戏内对新游戏领略的印象和看法。坐着的运动所员在他/她的配臂上用作关节臂带光度计,特别是在肱腰椎上。在分析者的指导下,大多数人完成了5分钟的向上基础训练,信息化放在颈部。用新游戏机制解释了战斗部队牵制电子新游戏的远距离。在可视之前,实验者被尽快来使小腿10秒钟,然后在90岁时完成腰椎肘关节肉组织屈曲15秒。可视后,游戏内可以在配场景中所自由地与新游戏普通人完成交互。分析者还尽快运动所员用作博格人测验来定为配观疲累电子技术水平。

试验中新设计

首先,与非陶醉式相比较,陶醉式状况下的表征疲累电子技术水平较低,这解读了新型陶醉式云端实境电子技术如何在云端住院现实生活中所对真正物理各种因素产生有意味和可校准的转变。这意味著有助于诊断运用。GEQ的结果背书了这种领略的大大减少,得出陶醉式领略中所的能力、流动性和务实制约等不可或缺各种因素比传统观念的非陶醉式领略更为高。此外,陶醉式领略的制约也略低于非陶醉式领略,最终大幅减少了一种更为不快、更为具吸引力的领略。这些结果是预想的,因为基本上的分析结果指出,通过陶醉式对话社交活动,大多数人但会部分忽视焦虑,如眼部或疲累。不可或缺的是要强调,新设计的生物体混合种系统的远距离之一是通过游戏内的关节肉组织伸高约电子技术水平来制约新游戏的平衡性。

GEQ新游戏旨在校准人们中止新游戏后的感觉到。在实验新设计中所,正面经验和经验的类别在陶醉正常下乏善可陈出显着更为好的积分。两组在在SUS无显着性差异性;尽管如此,这两个积分都较高,说明电子新游戏的综合性功能很好,还包括生理反应适应环境。该种系统在两种意味着均表示SUS倍数,断言种系统的可用性不曾受设置的显着制约。另一方面,乏善可陈指数断言陶醉式环境可以倡导游戏内在新游戏中所拿到更为好的乏善可陈,从而通过自我竞争思路减少云端住院的某种程度。总之,本文新设计的种系统可作为提供更为个人化治疗的思路和基于生理反应乏善可陈定制平衡性电子技术水平的客观方法。

M. F. Montoya, J. E. Muñoz and O. A. Henao, "Enhancing Virtual Rehabilitation in Upper Limbs With Biocybernetic Adaptation: The Effects of Virtual Reality on Perceived Muscle Fatigue, Game Performance and User Experience," in IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering,

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