肌电控制虚拟现实游戏的腕部训练系统研究

来源：南京信息工程大学学报·自然科学版杂志2024年第1期北京时间：

作者：段银鑫，曾洪，宋爱国

单位：段银鑫,东南大学 仪器科学与工程学院, 南京, 210096,曾洪,东南大学 仪器科学与工程学院, 南京, 210096,hzeng@seu.edu.cn宋爱国,东南大学 仪器科学与工程学院, 南京, 210096

摘要：针对传统腕部康复训练方法训练内容枯燥、用户参与训练的积极性低导致训练效率低的问题,设计了一种肌电控制虚拟现实游戏的腕部训练系统.采集腕部运动时的表面肌电信号,并通过肌肉协同原理解码出腕关节运动意图,用于虚拟现实游戏的控制;在虚拟现实游戏中引入随机干扰力,通过阻抗控制的方式实现与虚拟现实环境的交互,使得用户可以探索不同的运动控制方式.通过模型标定实验,验证了系统的可行性,并且开展了训练实验,通过评估任务的完成时间以及路径效率评估训练效果.实验结果表明,通过引入随机干扰力进行训练相对于无随机干扰力进行训练,任务的完成时间减少了24％,路径效率提升了26％,所设计的训练系统可以使得用户以更高效方法进行运动控制,提高了训练的效率.

关键词：表面肌电;虚拟现实游戏;肌肉协同;随机干扰力;阻抗控制

基金资助：国家自然科学基金(62173089)