Neuro-fuzzy Modeling of Multi-field Surface Neuroprostheses for Hand Grasping

این پایان نامه یک رویکرد مدلسازی فازی عصبی جدید برای پروتزهای عصبی را ارائه می دهد. در ابتدا، مطالعه دقیقی از ناراحتی ناشی از استفاده از تحریک الکتریکی عملکردی در اندام فوقانی ارائه می دهد. سپس روش‌های قبلی را برای مدل‌سازی حرکات دست القا شده توسط FES با هدف معرفی رویکرد مدل‌سازی جدید مبتنی بر سیستم‌های هوشمند به اختصار مورد بحث قرار می‌دهد. این رویکرد به طور کامل در کتاب همراه با کاربرد پیشنهادی برای القای حرکات دست و انگشتان با استفاده از یک سیستم FES سطحی مبتنی بر الکترودهای چند میدانی توضیح داده شده است. تست‌های اعتبارسنجی، بر روی افراد سالم و دارای اختلال عصبی انجام شده، کارایی روش مدل‌سازی پیشنهادی را نشان می‌دهد. در مجموع، این کتاب یک سیستم نوآورانه مبتنی بر شبکه‌های عصبی فازی را پیشنهاد می‌کند که انتظار می‌رود طراحی و اعتبارسنجی سیستم‌های کنترل پیشرفته برای پروتزهای عصبی غیرتهاجمی را بهبود بخشد.

This thesis presents a novel neuro-fuzzy modeling approach for grasp neuroprostheses. At first, it offers a detailed study of discomfort due to the application of Functional Electrical Stimulation to the upper limb. Then, it discusses briefly previous methods to model hand movements induced by FES with the purpose of introducing the new modeling approach based on intelligent systems. This approach is thoroughly described in the book, together with the proposed application to induce hand and finger movements by means of a surface FES system based on multi-field electrodes. The validation tests, carried out on both healthy and neurologically impaired subjects, demonstrate the efficacy of the proposed modeling method. All in all, the book proposes an innovative system based on fuzzy neural networks that is expected to improve the design and validation of advanced control systems for non-invasive grasp neuroprostheses.