机器人感知与控制河南省工程实验室与南安普顿大学、谢菲尔德大学、郑州大学第五附属医院合作,在康复机器人领域取得系列重要进展,相关研究成果发表在国际权威期刊《IEEE/ASME Transactions on Mechatronics》和《IEEE Transactions on Control Systems Technology》。郑州大学电气工程学院博士研究生张赞为论文第一作者,刘艳红教授为论文通信作者,郑州大学为论文第一单位和通讯单位。
基于功能性电刺激的震颤抑制控制是临床应用中具有挑战性的研究课题。刘艳红教授团队针对帕金森综合征、多发性硬化等患者手腕震颤信号的特点和功能性电刺激康复系统在临床应用中面临的实际问题,设计先进控制策略对相关肌肉群施加强度和时间精准调节的电刺激信号,有效抑制了手腕震颤。
针对不同患者震颤信号频率时变、多峰值等特点,建立了腕部肌骨系统的Hammerstein模型,提出了自动、快速的参数辨识方法,将线性化方法和并联多内模重复控制相结合设计了震颤抑制控制方案,并开展了临床实验验证。相关成果发表在《IEEE Transactions on Control Systems Technology》上。
针对功能性电刺激下肌纤维招募顺序与自然收缩招募顺序存在差异而导致的肌肉易疲劳问题,分别提出了基于频率修正逆和基于梯度算法的多肌肉协同刺激重复控制方法,招募健康受试者和手腕震颤患者进行了实验验证。相关成果发表在《IEEE/ASME Transactions on Mechatronics》。
上述研究得到了科技部、国家自然科学基金委员会、河南省杰出外籍科学家工作室等经费支持。
论文信息:
[1] Zan Zhang, Bing Chu, Yanhong Liu, Zhe Li, David H Owens, Multimuscle functional-electrical-stimulation-based wrist tremor suppression using repetitive control, IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 2022, DOI: 10.1109/TMECH.2022.3150301. (https://ieeexplore.ieee.org/document/9720492)
[2] Zan Zhang, Bing Chu, Yanhong Liu, Haichuan Ren, Zhe Li and David H Owens, Multiperiodic repetitive control for functional electrical stimulation based wrist tremor suppression, IEEE Transactions on Control Systems Technology, 2021, DOI: 10.1109/TCST.2021.3111107. (https://ieeexplore.ieee.org/document/9540953)