Assist-as-needed exoskeleton for post-strokehand rehabilitation
El desarrollo del trabajo doctoral tiene cuatro etapas de desarrollo: i) estudio de la biomecánica de la mano y el sistema robótico utilizado en la rehabilitación del movimiento para definir los criterios de la estructura mecánica y del sistema. ii) Modelo del sistema robótico y construcción de dos...
- Autores:
-
Castiblanco Sánchez, Jenny Carolina
- Tipo de recurso:
- Doctoral thesis
- Fecha de publicación:
- 2020
- Institución:
- Pontificia Universidad Javeriana
- Repositorio:
- Repositorio Universidad Javeriana
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repository.javeriana.edu.co:10554/54826
- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/10554/54826
- Palabra clave:
- Sistema robótico de asistencia
Sistema de control
Asistencia cuando se necesite
Procesamiento de señales EMG
Rehabilitación de movimiento después de un ataque cerebrovascular
Robotic-assisted system
Control system
Assist-as-needed
EMG signal processing
Motion rehabilitation after stroke
Doctorado en ingeniería - Tesis y disertaciones académicas
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El desarrollo del trabajo doctoral tiene cuatro etapas de desarrollo: i) estudio de la biomecánica de la mano y el sistema robótico utilizado en la rehabilitación del movimiento para definir los criterios de la estructura mecánica y del sistema. ii) Modelo del sistema robótico y construcción de dos bases de datos. El primero consiste en el modelo matemático utilizado como planta en los escenarios de simulación, y el segundo son las señales bioeléctricas y de movimiento utilizadas para calcular la clasificación de los modelos y realizar las pruebas al sistema completo. iii) Análisis de las señales mioeléctricas para detectar la intención de movimiento del sujeto y niveles de condición muscular. Se implementaron varias técnicas de reconocimiento de patrones para analizar las características y encontrar el modelo de clasificación con mejor desempeño. Ambos modelos son utilizados en el esquema del lazo cerrado propuesto en esta tesis. iv) El esquema de asistencia de lazo cerrado consiste en los módulos de aprendizaje, asistencia y seguimiento activo. El trabajo está dirigido a incluir la medición de la capacidad del sujeto para modular la asistencia dada por el exoesqueleto y manejar la posición de este. v) Los experimentos tienen como objetivo cuantificar el desempeño de la clasificación utilizando señales EMG de los pacientes, la modulación de la asistencia, y demostrar la hipótesis de proveer asistencia física específica a los requerimientos individuales a través de la modulación apropiada de la velocidad del robot |
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Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacionalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/embargoedAccessDe acuerdo con la naturaleza del uso concedido, la presente licencia parcial se otorga a título gratuito por el máximo tiempo legal colombiano, con el propósito de que en dicho lapso mi (nuestra) obra sea explotada en las condiciones aquí estipuladas y para los fines indicados, respetando siempre la titularidad de los derechos patrimoniales y morales correspondientes, de acuerdo con los usos honrados, de manera proporcional y justificada a la finalidad perseguida, sin ánimo de lucro ni de comercialización. De manera complementaria, garantizo (garantizamos) en mi (nuestra) calidad de estudiante (s) y por ende autor (es) exclusivo (s), que la Tesis o Trabajo de Grado en cuestión, es producto de mi (nuestra) plena autoría, de mi (nuestro) esfuerzo personal intelectual, como consecuencia de mi (nuestra) creación original particular y, por tanto, soy (somos) el (los) único (s) titular (es) de la misma. Además, aseguro (aseguramos) que no contiene citas, ni transcripciones de otras obras protegidas, por fuera de los límites autorizados por la ley, según los usos honrados, y en proporción a los fines previstos; ni tampoco contempla declaraciones difamatorias contra terceros; respetando el derecho a la imagen, intimidad, buen nombre y demás derechos constitucionales. Adicionalmente, manifiesto (manifestamos) que no se incluyeron expresiones contrarias al orden público ni a las buenas costumbres. En consecuencia, la responsabilidad directa en la elaboración, presentación, investigación y, en general, contenidos de la Tesis o Trabajo de Grado es de mí (nuestro) competencia exclusiva, eximiendo de toda responsabilidad a la Pontifica Universidad Javeriana por tales aspectos. Sin perjuicio de los usos y atribuciones otorgadas en virtud de este documento, continuaré (continuaremos) conservando los correspondientes derechos patrimoniales sin modificación o restricción alguna, puesto que, de acuerdo con la legislación colombiana aplicable, el presente es un acuerdo jurídico que en ningún caso conlleva la enajenación de los derechos patrimoniales derivados del régimen del Derecho de Autor. De conformidad con lo establecido en el artículo 30 de la Ley 23 de 1982 y el artículo 11 de la Decisión Andina 351 de 1993, "Los derechos morales sobre el trabajo son propiedad de los autores", los cuales son irrenunciables, imprescriptibles, inembargables e inalienables. En consecuencia, la Pontificia Universidad Javeriana está en la obligación de RESPETARLOS Y HACERLOS RESPETAR, para lo cual tomará las medidas correspondientes para garantizar su observancia.http://purl.org/coar/access_right/c_f1cfColorado Montaño, Julián DavidMondragón Bernal, Iván FernandoCastiblanco Sánchez, Jenny Carolina2021-07-13T20:08:19Z2021-07-13T20:08:19Z2020http://hdl.handle.net/10554/54826instname:Pontificia Universidad Javerianareponame:Repositorio Institucional - Pontificia Universidad Javerianarepourl:https://repository.javeriana.edu.coEl desarrollo del trabajo doctoral tiene cuatro etapas de desarrollo: i) estudio de la biomecánica de la mano y el sistema robótico utilizado en la rehabilitación del movimiento para definir los criterios de la estructura mecánica y del sistema. ii) Modelo del sistema robótico y construcción de dos bases de datos. El primero consiste en el modelo matemático utilizado como planta en los escenarios de simulación, y el segundo son las señales bioeléctricas y de movimiento utilizadas para calcular la clasificación de los modelos y realizar las pruebas al sistema completo. iii) Análisis de las señales mioeléctricas para detectar la intención de movimiento del sujeto y niveles de condición muscular. Se implementaron varias técnicas de reconocimiento de patrones para analizar las características y encontrar el modelo de clasificación con mejor desempeño. Ambos modelos son utilizados en el esquema del lazo cerrado propuesto en esta tesis. iv) El esquema de asistencia de lazo cerrado consiste en los módulos de aprendizaje, asistencia y seguimiento activo. El trabajo está dirigido a incluir la medición de la capacidad del sujeto para modular la asistencia dada por el exoesqueleto y manejar la posición de este. v) Los experimentos tienen como objetivo cuantificar el desempeño de la clasificación utilizando señales EMG de los pacientes, la modulación de la asistencia, y demostrar la hipótesis de proveer asistencia física específica a los requerimientos individuales a través de la modulación apropiada de la velocidad del robotThe PhD. thesis presents the development of a new closed-loop scheme to modulate the assistance given by an exoskeleton robot with a novel technique to measure subject capability. The closedloop scheme had been developed under the context of hand rehabilitation after stroke due to the hand functions are one of the most complicated to recover, and the stroke leads to several motion impairments. The current doctoral dissertation consists of four stages of development: i) study of the hand biomechanics and robotic system used in motion rehabilitation to define the mechanical structure and system criteria. ii) Robotic system modeling and datasets constructions. The former is the mathematical model used as the plant in the simulation scenarios, and the last is the myoelectrical motions signals used to compute the classification models and test the whole system. iii) Myoelectrical signals analysis to detect subject intention from stroke patients and muscular condition levels. Several pattern recognition techniques were implemented to analyze the feature influence and found the classification model with better performance. Both models are used in the closed-loop scheme. iv) The assistance closed-loop scheme consists of learning, assistance, and active-tracking modules. It is aimed to include the capability measurement to modulate the exoskeleton assistance and drive the exoskeleton position based on the trajectory reference and subject capability. v) Experiments are aimed at quantifying the classifier's performance using EMG signals from stroke patients, assistance modulation, and demonstrating the hypothesis of providing physical assistance specific to the individual requirements through proper modulation of the robot velocity.Doctor en IngenieríaDoctoradoPDFapplication/pdfspaPontificia Universidad JaverianaDoctorado en IngenieríaFacultad de IngenieríaSistema robótico de asistenciaSistema de controlAsistencia cuando se necesiteProcesamiento de señales EMGRehabilitación de movimiento después de un ataque cerebrovascularRobotic-assisted systemControl systemAssist-as-neededEMG signal processingMotion rehabilitation after strokeDoctorado en ingeniería - Tesis y disertaciones académicasSistemas de control digitalMovimientoProcesamiento de señalesAssist-as-needed exoskeleton for post-strokehand rehabilitationTesis/Trabajo de grado - Monografía - Doctoradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06info:eu-repo/semantics/doctoralThesisLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82603http://repository.javeriana.edu.co/bitstream/10554/54826/5/license.txt2070d280cc89439d983d9eee1b17df53MD55open accessORIGINALThesis_CASTIBLANCO Jenny.pdfThesis_CASTIBLANCO Jenny.pdfDocumentoapplication/pdf27892574http://repository.javeriana.edu.co/bitstream/10554/54826/1/Thesis_CASTIBLANCO%20Jenny.pdf6f3c7d04a96368c0ceba2301ed87c382MD51open accessAnexos Biblioteca.pdfAnexos Biblioteca.pdfLicencia de usoapplication/pdf176818http://repository.javeriana.edu.co/bitstream/10554/54826/2/Anexos%20Biblioteca.pdf0ed8f922f24f2eae353e25c7c10a7b79MD52metadata only accessCarta Restriccion de Tesis.pdfCarta Restriccion de Tesis.pdfCarta de restriccionapplication/pdf63797http://repository.javeriana.edu.co/bitstream/10554/54826/3/Carta%20Restriccion%20de%20Tesis.pdfd0cdfbc1335d621b5994109d84606796MD53metadata only accessAval Directores.pdfAval Directores.pdfCarta de aprobación Director(es)application/pdf169044http://repository.javeriana.edu.co/bitstream/10554/54826/4/Aval%20Directores.pdf64b9cf73d04dca590af27336ba1f77d1MD54metadata only accessTHUMBNAILThesis_CASTIBLANCO Jenny.pdf.jpgThesis_CASTIBLANCO Jenny.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg5161http://repository.javeriana.edu.co/bitstream/10554/54826/6/Thesis_CASTIBLANCO%20Jenny.pdf.jpg54f2652471294977762f1afd97568fb2MD56open accessAnexos Biblioteca.pdf.jpgAnexos Biblioteca.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg7997http://repository.javeriana.edu.co/bitstream/10554/54826/7/Anexos%20Biblioteca.pdf.jpgd4946ad2a98d60ef949ac5916ce36e79MD57open accessCarta Restriccion de Tesis.pdf.jpgCarta Restriccion de Tesis.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg5417http://repository.javeriana.edu.co/bitstream/10554/54826/8/Carta%20Restriccion%20de%20Tesis.pdf.jpgc0951c86e90de8443293439e40f258e8MD58open accessAval Directores.pdf.jpgAval Directores.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6253http://repository.javeriana.edu.co/bitstream/10554/54826/9/Aval%20Directores.pdf.jpgaeb515445ef400896c06cf65fd44a9bcMD59open access10554/54826oai:repository.javeriana.edu.co:10554/548262022-04-29 11:15:30.508Repositorio Institucional - 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