«Моя работа была сосредоточена на разработке технологии, которая преобразует электрические сигналы в мышцах человека в сигналы, управляющие протезами конечностей с питанием, например, расшифровывая сигналы мышц, чтобы сообщить протезу ноги, что ему нужно идти вперед или ступить на лестницу», — говорит доктор Хелен Хуанг, старший автор статьи о работе и доцент совместной программы биомедицинской инженерии в Государственном университете Северной Каролины и Университете Северной Каролины в Чапел-Хилл.«Но иногда эта технология« декодирования »допускает ошибки, например, думает, что кто-то хочет подняться на ступеньку, а он этого не делает», — говорит Фань Чжан, ведущий автор статьи и доктор философии. студент совместной программы биомедицинской инженерии. «Это проблема, потому что мы не хотим подвергать пользователей риску споткнуться или упасть».
Команда Хуанга поставила перед собой задачу понять, что именно происходит с пользователями протезов ног с электроприводом, когда в технологии декодирования возникает ошибка.«Мы не только хотим повысить точность декодирования, но и определить, какие ошибки являются важными, а какие практически не влияют на пользователей», — говорит Хуанг. «Понимание проблемы — важный шаг в поиске способов сделать эти протезы более надежными».Чтобы решить эту проблему, исследователи попросили испытуемых использовать индивидуальные протезы, которые были запрограммированы так, чтобы допускать ошибки.
Это было сделано в лабораторных условиях, что позволило команде Хуанга контролировать баланс и биомеханику каждого пользователя. Пользователей также спрашивали, насколько стабильно они себя чувствовали во время каждого испытания.Исследователи обнаружили, что некоторые ошибки были настолько незначительными, что пользователи их даже не замечали — особенно ошибки, которые были кратковременными или возникали, когда вес пользователя не применялся к протезу ноги.
Но ошибки, которые длились дольше или возникали, когда вес пользователя приходился на протез, были более заметными. Исследователи также определили, что критические или особенно заметные ошибки также характеризовались большим «механическим изменением работы», что означало, что протез считал, что должен выполнять значительно больше или меньше работы, чем предполагал пользователь.
«По мере продвижения вперед мы будем искать способы ограничить изменение механической работы», — говорит Хуанг.«В любой системе, использующей человеческий интерфейс, время от времени будут возникать ошибки», — отмечает Хуанг. «Но мы думаем, что сможем найти способы сделать эти ошибки практически несущественными».