Iterative Learning Control for Electrical Stimulation and Stroke Rehabilitation

کنترل یادگیری تکراری (ILC) ریشه در کنترل فرآیندهایی دارد که یک کار را به طور مکرر با هدف بهبود دقت از آزمایشی به آزمایشی با استفاده از اطلاعات اجرای قبلی کار انجام می دهند. این مختصر نشان می‌دهد که چگونه کاربرد کلاسیک این تکنیک - دنبال کردن مسیر در روبات‌ها - می‌تواند به توانبخشی عصبی پس از سکته مغزی گسترش یابد.
بازیابی حرکت اندام فوقانی گام مهمی در بازگشت به استقلال پس از سکته مغزی است، اما پیش آگهی چنین بهبودی ضعیف باقی مانده است. رباتیک توانبخشی فرصتی را برای تمرینات حرکتی تکراری فراهم می کند که منعکس کننده اهمیت چنین تمرین شدیدی است که توسط تحقیقات درمانی مرسوم و نظریه یادگیری حرکتی نشان داده شده است. تا به حال این تکنیک اجازه نداده است که بازخورد از یک تکرار تمرین روی تمرین بعدی تأثیر بگذارد، که همچنین به عنوان یک عامل مهم در درمان دخیل است. نویسندگان نشان می‌دهند که چگونه می‌توان از ILC برای تنظیم تحریک الکتریکی عملکردی خارجی عضلات بیماران استفاده کرد، در حالی که آنها به طور مکرر یک کار را در پاسخ به اثرات شناخته شده تحریک در تکرارهای قبلی انجام می‌دهند. از آنجایی که اعصاب حرکتی و ماهیچه های بازو به توانایی تبدیل قصد حرکت به حرکتی با مسیر دقیق، نیرو و سرعت نیاز دارند، اکنون می توان در ابتدا تحریک خارجی شدید را به تدریج کاهش داد تا اینکه به حداکثر استقلال حرکتی ممکن دست یافت. /p>

Iterative learning control (ILC) has its origins in the control of processes that perform a task repetitively with a view to improving accuracy from trial to trial by using information from previous executions of the task. This brief shows how a classic application of this technique – trajectory following in robots – can be extended to neurological rehabilitation after stroke.
Regaining upper limb movement is an important step in a return to independence after stroke, but the prognosis for such recovery has remained poor. Rehabilitation robotics provides the opportunity for repetitive task-oriented movement practice reflecting the importance of such intense practice demonstrated by conventional therapeutic research and motor learning theory. Until now this technique has not allowed feedback from one practice repetition to influence the next, also implicated as an important factor in therapy. The authors demonstrate how ILC can be used to adjust external functional electrical stimulation of patients’ muscles while they are repeatedly performing a task in response to the known effects of stimulation in previous repetitions. As the motor nerves and muscles of the arm reaquire the ability to convert an intention to move into a motion of accurate trajectory, force and rapidity, initially intense external stimulation can now be scaled back progressively until the fullest possible independence of movement is achieved.