EMG-basiErtE MEnsch- MaschinE-schnittstEllE

Frau n ho Fe r -In st It u t F ü r P r od u kt Io n st echn Ik u nd a u tomatIsIeru n g IPa
EMG-basiErtE MEnschMaschinE-schnittstEllE
eIngabesystem auF basIs elektrIscher muskelaktIonsPotentIale
einleitung
Elektroden verwendet, welches mit einer
Drucksensorik gekoppelt ist. Diese Mess-
Mensch-Maschine-Schnittstellen (MMI) zur
signale werden einem intelligenten Aus-
Interaktion und Manipulation von Geräten
werte-Algorithmus zugeführt.
gewinnen kontinuierlich an Bedeutung. Ein
neuer Fokus liegt dabei bei Eingabegeräten,
Dadurch können Störungen und Signalarte-
welche nicht mittels Hand bedient werden.
fakte, welche durch wechselnde Druckein-
Insbesondere im medizinischen Umfeld bei
wirkung entstehen, wirkungsvoll reduziert
der Kontrolle von aktiven Prothesen eröffnen
werden.
sich vielfältige Anwendungsmöglichkeiten.
Das Auswerte-System wurde echtzeitfähig
Fraunhofer-Institut für Produktions-
Die vom Fraunhofer IPA entwickelte MMI
ausgelegt. So kann dieses durch eine re-
technik und automatisierung IPa
nutzt dabei die elektrischen Muskelaktions-
aktionsnahe Erkennung und Ausgabe als
potenziale, welche durch auf der Hautober-
Eingabegerät verwendet werden. Eine sichere
Nobelstraße 12
fläche angebrachte Elektroden abgegriffen
Erkennung kann je nach Muskelposition,
70569 Stuttgart
werden. Dieses Elektromyographie-Signal
in einem Zeitfenster von 50 bis 100 ms
(EMG) kann sowohl an den Beinen, am
erfolgen.
Ansprechpartner
Oberkörper oder den Armen abgefangen
Dipl.-Ing. Harald von Rosenberg
werden.
Der Ansatz vom Fraunhofer IPA fasst die
einzelnen Kanäle des EMG-Arrays zu einem
Telefon +49 711 970-3648
[email protected]
Vorgehensweise
neuartigen »virtuellen EMG« zusammen,
www.ipa.fraunhofer.de
Zur Steigerung der Erkennungsgenauigkeit
Einzelsensor entspricht. Diese Logik redu-
und Robustheit wird ein Array von EMG-
ziert weitere signalbeeinflussende Effekte,
welches einem ungestörten und idealen
© Fraunhofer IPA
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05.10/05.10
welche für das oberflächig abgegriffene
leistungsumfang
•
len Ablösungen und Schweißbildung unter
Die vorgestellte Lösung stellt eine neuartige
•
den Elektroden dominiert werden.
Mensch-Maschine-Schnittstelle dar, die viel-
EMG-Signal relevant sind und von partiel-
Sport und Fitness: Monitoring von
Bewegung und Erfolgskontrolle.
Reha und Therapie: Diagnose und
Fortschrittskontrolle.
fältige Anwendungen hat:
Darüber hinaus wird der Bewegungszustand
Prothesen: Willkürsteuerung von aktiven
In jeder dieser Anwendungen können
des Benutzers ermittelt und vorhergesagt,
•
Arm- und Beinprothesen. Bei Verwen-
mehrere Sensor-Arrays kombiniert werden,
was insbesondere bei medizinischen An-
dung eines Prothesenschafts kann das
wodurch über die Auswertelogik ein er-
wendungen am Bein von Bedeutung ist.
Sensor-Array in den Schaft integriert
weitertes Eingabealphabet abgedeckt wer-
werden, wodurch bei hohem Trage-
den kann.
Die verwendeten Auswerte- und Erkennungs-
komfort ein manuelles und tägliches
algorithmen basieren auf den neuesten
Aufkleben von herkömmlichen Elek-
Eine Sensorfusion mit dem vorhandenen
und leistungsfähigsten Methoden aus dem
troden auf die Haut entfallen kann.
Inertialen Messsystem ermöglicht neben
Bereich der Zustandsschätzung und Muster-
Industrielles MMI: Bedienung von
der Bewegungszustandsschätzung eine
erkennung und zeichnen sich durch ein
•
Geräten ohne Verwendung der Hände,
neuartige Form der Gestenerkennung, in
Minimum an notwendigen Einstell- und
z. B. aus hygienischen oder sicherheits-
der die Gesten nicht physikalisch präsen-
Einlernaufwand aus.
technischen Gründen.
tiert werden müssen, sondern rein als Ge-
Sicherheitstechnik: Tot-Mann-Warnung
dankenkraft vorliegen.
•
Das Konzept des »virtuellen EMG« und der
durch Monitoring der Muskelaktivität,
Bewegungsschätzung führt darüber hinaus
welche kontinuierlich und erwartungs-
definierte Schnittstellen ein, welche eine
gemäß vorliegen muss.
Anpassung an andere Anwendungsbe-
•
reiche erleichtert und beschleunigt.
Spiele-Steuerung: freies Interagieren mit
Spiel ohne ein Gamepad oder sonstiges
•
Ihr nutzen
Wenn Sie dieses innovative und zum Patent
Eingabegerät.
angemeldete Eingabesystem in Ihrer Appli-
Consumer-Geräte und Unterhaltungselek-
kation einsetzen möchten, können wir die
tronik: Bedienung von Geräten, ohne
Schnittstelle mit Sensorik und Algorithmen
diese in die Hand nehmen zu müssen.
an Ihre Bedürfnisse anpassen.