Hcmute nghiên cứu, thiết kế và chế tạo hệ thống hỗ trợ tập vật lý trị liệu các chi với sự hỗ trợ của thực ảo (vr)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG HỖ TRỢ TẬP VẬT LÝ TRỊ LIỆU CÁC CHI VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA THỰC ẢO (VR) MÃ SỐ: SV2020-41 SKC 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2020 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG HỖ TRỢ TẬP VẬT LÝ TRỊ LIỆU CÁC CHI VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA THỰC ẢO (VR) SV2020-41 Chủ nhiệm đề tài: Phan Thanh Bình TP Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2020 i Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG HỖ TRỢ TẬP VẬT LÝ TRỊ LIỆU CÁC CHI VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA THỰC ẢO (VR) SV2020-41 Thuộc nhóm ngành khoa học: kỹ thuật cơng nghệ SV thực hiện: Phan Thanh Bình Nam/nữ: Nam Dân tộc: Kinh Lớp, khoa: 181462B – Cơ khí chế tạo máy Năm thứ: Ngành học: CNKT Cơ điện tử Người hướng dẫn: PGS-TS Nguyễn Trường Thịnh TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2020 ii Luan van /Số năm đào tạo: MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT iv DANH MỤC HÌNH v CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu 1.2 Lý chọn đề tài 1.3 Mục tiêu đề tài 1.3.1 Mục tiêu tổng quát 1.3.2 Mục tiêu cụ thể 1.4 Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng: 1.5 Đối tượng phạm vi nghiên cứu CHƯƠNG 2: NỀN TẢNG GIẢI PHẨU HỌC TRONG VẬT LÝ TRỊ LIỆU CHI 2.1 Giới thiệu 2.1.1 Rối loạn thần kinh 2.1.2 Tai biến mạch máu não đột quỵ 2.1.3 Phục hồi chức 2.2 Giải phẫu học hệ thống xương khớp chi 2.3 Lý thuyết vận động 10 2.4 Các nguyên nhân gây khả vận động chi 16 2.5 Các phương pháp phục hồi chức chi 17 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ 19 3.1 Cơ sở lý thuyết phân tích hệ thống 19 3.2 Đề xuất mơ hình vật lý trị liệu cho chi 19 i Luan van 3.3 Tổng quan hệ thống khí dùng phục hồi chức chi 21 3.4 Phân tích tốn động học hệ 25 3.5 Phân tích tốn động lực học 27 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN – ĐIỀU KHIỂN 38 4.1 Giới Thiệu 38 4.2 Hệ thống điện 43 4.2.1 Máy tính giao tiếp với vi điều khiển kinect 43 4.2.2 Giao tiếp cảm biến vi điều khiển 44 4.3 Hệ thống truyền xuất liệu 45 4.4 Truyền thông 45 4.5 Hệ thống cảm biến 46 4.5.1 Kinect 46 4.5.2 Encoder 47 4.5.3 Cảm biến momen xoắn 48 CHƯƠNG 5: TƯƠNG TÁC THỰC ẢO 50 5.1 Giới thiệu 50 5.2 Phần mềm giám sát hệ thống tập 54 5.3 Tương tác người sử dụng hệ thống 59 5.4 Giao diện với người sử dụng 59 5.5 Giao diện kết nối với điều khiển 61 5.6 Cơ sở thiết kế giao diện hệ thống 61 5.7 Kết luận 62 CHƯƠNG 6: THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 63 6.1 Giới thiệu 63 ii Luan van 6.2 Những người tham gia 63 6.3 Quá trình hệ thống 63 6.4 Thực nghiệm bệnh viện 64 6.5 Chơi có ý nghĩa 64 6.6 Thiết kế lặp 65 6.7 Thử thách trò chơi 65 6.8 Ứng dụng AR 66 6.9 Sự tương tác 67 6.10 Công nghệ AR 67 CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 iii Luan van DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT Ý nghĩa Từ viết tắt VR Virtual Reality (thực tế ảo) 3D Three-dimensional (Không gian chiều) PNS Paraneoplastic Neurological Syndromes (Hội chứng thần kinh cận u) DOF Bậc tự PC Personal Computer (máy tính) HDMI High-Definition Multimedia Interface (giao diện đa phương tiện) LCD Liquid Crystal Display (màn hình tinh thể lỏng) AR Augmented Reality ( cơng nghệ thực tế ảo tăng cường) EMG Electromyography (điện cơ) iv Luan van DANH MỤC HÌNH Hình 1: Động mạch bình thường động mạch sơ vữa Hình 2: Đột quỵ tai biến mạch máu não Hình 3: Số bậc tư chi quan niệm học Hình 4: Gắn hệ trục tọa độ lên người Hình 5: chuyển động khớp cổ tay Hình 6: Các cẳng tay (tay trái); (A) Nhìn trước; (B) Nhìn sau (1 Cơ gan tay dài; Cơ cánh tay; Cơ cánh tay quay; Cơ ngữa; Cơ gấp cổ tay quay; Cơ khuỷu; Cơ cổ tay trụ; Gân d̃i chung ngón) 11 Hình 7: Các vùng mông (1 Cơ mông lớn; Cơ hình lê; Cơ mơng nhỡ; Cơ mơng bé; Cơ bịt hai sinh đôi; Cơ vng đùi) 13 Hình 8: Các vùng đùi (1 Cơ thắt lưng chậu; Cơ may; Cơ tứ đầu; Cơ khép dài; Cơ lược; Cơ khép ngắn; Cơ khép lớn; Cơ bán gân; Cơ bán màng; 10 Cơ nhị đầu đùi) 14 Hình 9: Các vùng cẳng chân 15 Hình 10: Phương pháp sử dụng gương để điều trị phục hồi tay 18 Hình 11: Mơ hình khâu khớp tay người 20 Hình 12: Số bậc tự tay khớp cổ tay 20 Hình 13: Ảnh chụp thực tế người sử dụng trục quay 22 Hình 14: Ảnh chụp thực tế người sử dụng trục quay 23 Hình 15: Góc lệch chân theo phương ngang 24 Hình 16: Thanh điều chỉnh khoảng cách 25 Hình 17: Các hệ trục gắn vào cánh tay, sơ đồ góc quay vị trí khớp cùi trỏ 26 Hình 18: Mơ hình thiết bị tập vật lý trị liệu cho bệnh nhân sau tai biến mạch máu não 27 Hình 19: Mơ hình hệ chi người hệ thống tập vật lý trị liệu 29 Hình 20: Cấu trúc phần điều khiển hệ thống vật lý trị liệu 38 Hình 21: Cấu trúc hệ thống giám sát chuyển động khung xương 39 Hình 22: Biểu diễn đồ họa môi trường ảo 40 v Luan van Hình 23: Sơ đồ điều khiển với việc tiên đốn góc quay 41 Hình 24: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển hỗ trợ với tác động chủ tớ 42 Hình 25: Sơ đồ máy tính giao tiếp với vi điều khiển Kinect 44 Hình 26: Sơ đồ kết nối cảm biến với vi điều khiển 45 Hình 27: Cấu trúc hệ thống điều khiển 45 Hình 28: Kinect 47 Hình 29: Encoder 47 Hình 30: Cấu tạo bên Encoder 48 Hình 31: Cấu trúc bên cảm biên moment 49 Hình 32: Sơ đồ khối cảm biến moment 50 Hình 33: Cấu trúc phần mềm 52 Hình 34: Cấu trúc trình vật lý trị liệu 54 Hình 35: Phần mềm điều khiển mơ tả giai đoạn trình thực thi 55 Hình 36: Sơ đồ khối thực thi vòng lặp để thu thập khối liệu lớn 56 Hình 38: Kiến trúc trò chơi 58 Hình 38: Giao diện phần mềm 60 Hình 40: Cấu trúc chương trình điều khiển 61 Hình 41: Human Upper Limb Articulations 66 Hình 42: Different Categories for Object Tracking Algorithm 68 vi Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế chế tạo hệ thống hỗ trợ tập vật lý trị liệu chi với hỗ trợ thực ảo (VR) SV thực MSSV Nam/nữ Dân tộc Lớp Nguyễn Anh Quốc 18146363 Nam Kinh 181462A Phan Thanh Bình 18146368 Nam Kinh 181462B Nguyễn Khắc Toàn 18146388 Nam Kinh 181461A Khoa: Cơ khí Chế tạo máy Năm thứ: Số năm đào tạo: - Người hướng dẫn: PGS-TS Nguyễn Trường Thịnh Mục tiêu đề tài: Chế tạo thiết bị vật lý trị liệu theo công nghệ robotic, hỗ trợ phục hồi chức chuyển động chi chi cho bệnh nhân bị đột quỵ có tổn thương hệ thần kinh Tính sáng tạo: Việc ứng dụng cơng nghệ đặc biệt công nghệ thực tế ảo vào hoạt động tập vật lý trị liệu người bệnh sau tau biến điểm bật đề tài Hệ thống thiết kế phù hợp với đặc tính người Việt Nam nhằm tang hiệu cho trình tập luyện phục hồi chức đặc biệt chức vận động chi Hệ thống thu thập liệu từ cấu tập tay chân vị trí, vận tốc lực thiết bị nhằm giúp hỗ trợ người bệnh thực chức phục hồi vận động chi Hệ thống kèm theo tập với nhiều môi trường ảo khác nhau, giúp người bệnh giảm tâm lý bệnh tật, động lực cho bệnh nhân luyện tập nhằm khôi phục chức vận động chi Kết nghiên cứu: vii Luan van biểu diễn hình học rắn có tính xây dựng cảnh đối tượng đóng vai trò quan trọng việc phát triển thuật tốn phát va chạm Trong mơi trường AR nào, truyền hình học kết xuất trực tiếp vào hệ thống va chạm; nhiên, tốt có hình học riêng biệt để đơn giản hóa tăng tốc độ phát Ngoài ra, việc cung cấp hệ thống va chạm chuyên biệt cho tình cụ thể thay có hệ thống phát va chạm bao gồm tất điều khôn ngoan 5.3 Tương tác người sử dụng hệ thống Hệ thống sử dụng ba phương thức để người dùng tương tác với hệ thống Phương thức thứ thông qua nút (lên, xuống, trái, phải nút chọn, xóa) gắn máy, từ người sử dụng dễ dàng tìm kiếm lựa chọn tập phù hợp, dễ dàng thiết lập thông số hệ thống Phương thức thứ hai sử dụng thiết bị chuột máy tính, bàn phím máy tính kết nối với hệ thống thơng qua cổng usb để thao tác, lựa chọn tập, kiểm tra thông số hệ thống Đối với phương pháp tương tác này, người sử dụng truy cập vào số chức nâng cao tinh chỉnh số thông số hệ thống mà phương pháp thứ thực Phương pháp thứ ba người dùng trực tiếp tương tác với phần học hệ thống Đây phương pháp chủ yếu cho người dùng sử dụng máy tập phục hồi chức Trước bắt đầu luyện tập, người dùng cần kiểm tra máy tính phù hợp hệ thống địa cá nhân Từ điều chỉnh hệ thống phù hợp cách thay đổi khoảng cách từ trục quay đến ghế ngồi, điều chỉnh cấp độ ma sát trục quay để phù hợp với tập Khi bắt đầu luyện tập, người dùng tương tác với hệ thống quay đạp trục quay, cảm biến encoder nhận liệu gửi cho hệ thống xử lý, sau hệ thống thơng báo lên hình kết sau xử lý để người sử dụng điều chỉnh tư thế, tốc độ, cấp độ luyện tập cho phù hợp 5.4 Giao diện với người sử dụng Khi khởi động hệ thống xuất hình chào mừng người sử dụng để người dụng lựa chọn tập Khi bắt đầu vào tập, giao diện hiển thị tương tự hình 38 59 Luan van Hình 38: Giao diện phần mềm Giao diện thiết kế với tông màu chủ đạo màu xanh dương tạo cảm giác thân thiện, không gây chói mắt Giao diện bao gồm phần khung nhìn VR, mơ hình thể người, khung nhìn thực tế cho người sử dụng, hai đồ thị mô tả chuyển động tay chân trình tập luyện Đồng thời thơng số cần thiết cho người sử dụng tốc độ luyện tập tay chân, độ xác Khung nhìn VR chương trình thiết kế từ tảng Unity để tạo khung cảnh người đạp xe đường Khi người sử dụng luyện tập tay chân, nhân vật khung nhìn VR chuyển động đạp xe di chuyển với vận tốc tỷ lệ thuận với tốc độ luyện tập trung bình người sử dụng Mơ hình thể người mơ hình thể bó thể Khi người sử dụng luyện tập, hệ thống thu thập liệu thông qua cảm biến encoder để xử lý đưa kết bó luyện tập Từ hiển thị lên giao diện cách đổi màu bó hoạt động sang màu đỏ nhạt Đồng thời mơ hình báo hiệu người sử dụng luyện tập sai cách hiển thi màu đỏ đậm có viền đen khớp có góc chuyển động sai Từ người sử dụng dễ dàng kiểm tra xác bó luyện tập 60 Luan van Khung nhìn thực tế cho người sử dụng trích xuất từ camera cảm biến Kinect để cung cấp cho người sử dụng góc nhìn trực quan, thấy rõ trình tập luyện thân Hai đồ thị mô tả chuyển động tay chân người sử dụng khung nhìn cung cấp nội dung chi tiết lực tay chân trình tập luyện người sử dụng Từ dễ dàng nhận thấy tác dụng q trình luyện tập Các thơng số cần thiết bao gồm tốc độ luyện tập tay, chân, độ xác q trình tập luyện, máy trợ lực thời gian luyện tập Các thông số cho biết số vịng quay trung bình mỡi phút luyện tập người sử dụng, co biết độ xác trung bình mức hoạt động máy trợ lực Đồng thời hiển thị thời gian luyện tập 5.5 Giao diện kết nối với điều khiển Giao diện hiển thị hình LCD kết nối với điều khiển thông qua dây cáp kết nối theo chuẩn HDMI Bộ điều khiển liện tục cập nhật liệu từ thiết bị đầu vào cảm biến, encoder, … sau đưa vào chương trình xử lý gửi kết thị lên hình LCD Hình 39: Cấu trúc chương trình điều khiển 5.6 Cơ sở thiết kế giao diện hệ thống 61 Luan van Giao diện thiết kế tảng WPF (Windows Presentation Foundation) Visual Studio Với màu xanh dương kết hợp hài hòa với màu trắng tạo giao diện mang lại cảm giác nhẹ nhàng, dễ nhìn cho người sử dụng phù hợp với ngành y tế nhiều áp lực Khung nhìn VR tạo hứng thú, mang đến trải nghiệm cho người dụng tập luyện, tránh nhàm chán dẫn đến kiên trì Đồng thời có mốc thời gian để người luyện tập có thêm động lực cố gắng vượt qua kỷ lục cũ, thiết lập kỷ lục mới, nhanh chóng phục hồi chức khớp bó Mơ hình thể người với bó tiêu chuẩn giúp người luyện tập có cảm giác bắp to đồng thời xác định bó luyện tập để mang lại hiểu cao Khung nhìn thực tế cung cấp góc nhìn trực quan giúp cho người tập luyện quan sát đầy đủ, chi tiết trình tập luyện thực tế thân Từ dễ dàng điều chỉnh động tác tập sai để đạt hiệu cao trình tập luyện hồi phục chức khớp bó Hai đồ thị thiết kế đơn giản, dễ quan sát để người sử dụng kiểm tra lực tay lực chân q trình chuyển động Từ nhận biết người tập luyện có bị sức q trình tập luyện cấp độ luyện tập phù hợp hay chưa để điều chỉnh cho phù hợp với trường hợp Các thông số cung cấp cho người sử dụng cụ thể kết trình luyện tập Người sử dụng dễ quan sát thấy tốc độ tay chân, độ xác trung bình tập Đây thơng số quan trọng dễ so sánh đối chiếu với lần tập trước để tìm phương án cải thiện chất lượng tập Cùng với phần trăm máy trợ lực, thông số tăng lên người sử dụng không đủ sức để tự luyện tập Khi hệ thống trợ lực cho người sử dụng để hồn thành tập Đây thơng số giúp người có lực thấp so sánh đối chiếu với lần tập luyện trước hiệu tập luyện Cùng với thơng số thời gian để người sử dụng xếp thời gian luyện tập phù hợp 5.7 Kết luận 62 Luan van Sau q trình lựa chọn, thiết kế tơi hồn thành giao diện với tiêu chí thân thiện, trực quan, dễ sử dụng, dễ tương tác, mang lại cảm xúc tích cực cho người sử dụng Đồng thời giúp người sử dụng kiểm sốt tồn q trình luyện tập, cung cấp đầy đủ thông số, công cụ cần thiết đễ người tập luyện phát lỗi sai tập dễ dàng sửa lại cho tư cách sử dụng khung nhìn, cơng cụ giao diện Từ tối ưu trình tập luyện, mang lại hiệu cao cho tập CHƯƠNG 6: THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 6.1 Giới thiệu Trong phần này, hệ thống phát triển thử nghiệm thấy hiệu kết từ thí nghiệm công bố [218, 268] Trong thử nghiệm, hai giai đoạn thực hiện: giai đoạn đào tạo giai đoạn thử nghiệm Trong giai đoạn huấn luyện, tất người tham gia nhận số buổi đào tạo cách thao tác AIRS sau giai đoạn thử nghiệm người tham gia yêu cầu thực HỆ THỐNG cách độc lập Kết từ giai đoạn đào tạo thử nghiệm phân tích thảo luận phần 6.2 Những người tham gia Mười lăm người tham gia với thị lực bình thường cảm giác liên lạc tham gia thí nghiệm Trong số đó, 14 người tham gia thuận tay phải người thuận tay trái Tất người tham gia ký tài liệu đồng ý trước thí nghiệm tiến hành Bảy người tham gia yêu cầu thực chương trình đào tạo cánh tay trái, người lại thực chương trình đào tạo cánh tay phải 6.3 Quá trình hệ thống Phần mơ tả quy trình thao túng hệ thống Trước bắt đầu tập, người dùng yêu cầu chọn tập luyện tay trái tay phải tùy thuộc vào bên cánh tay bị tê liệt (trong trường hợp yêu cầu) Ngoài ra, ba cấp độ trị liệu phục hồi khác nhau: cấp độ ban đầu (Chế độ ngưỡng), cấp độ trung gian (Chế độ dự đoán) cấp độ nâng cao (Chế độ dự đốn) có sẵn hệ thống người dùng cần 63 Luan van chọn cấp độ dựa / mức độ suy yếu cánh tay Sau đó, mức độ phù hợp hiển thị cho người dùng 6.4 Thực nghiệm bệnh viện Một mục tiêu hệ thống phục hồi phát triển nhằm giảm tải vật lý trị liệu, cách thay trò chơi dựa thực tế tăng cường giám sát tối thiểu Đầu tiên, trình bày mục tiêu chúng tơi, so sánh tập phục hồi chức truyền thống tập chúng tôi, dịch vụ giá trị gia tăng tích hợp hệ thống chúng tơi lợi ích từ hệ thống phát triển Các chuyên gia lâm sàng trả lời với phản hồi tích cực sau: - Các tập có động lực hữu ích cho bệnh nhân bị liệt khiếm khuyết thần kinh - Bài tập TOR phù hợp với bệnh nhân SCI - Tất tập phát triển tốt để phối hợp tay-mắt mang lại lợi ích lớn cho bệnh nhân - Phát triển tập khác với mức độ chuyển động nhận thức khác cho giai đoạn phục hồi khác bệnh nhân phù hợp - Mô phản hồi sinh học tạo động lực cho bệnh nhân nhà trị liệu - Khả theo dõi mức ngưỡng EMG lợi lớn cho nhà trị liệu để đánh giá hiệu bệnh nhân buổi trị liệu - Sự phát triển dường giúp phục hồi nhanh chóng cho mức độ bệnh nhân bị liệt nào, trả lời nhanh cách tiến hành thử nghiệm lâm sàng Do phản hồi tích cực từ chuyên gia lâm sàng, phát triển coi hệ thống công nhận phù hợp với cấp độ bệnh nhân bị liệt Ngoài ra, chuyên gia lâm sàng vui thực thử nghiệm lâm sàng với bệnh nhân họ yêu cầu quản trị cần thiết tiến hành 6.5 Chơi có ý nghĩa Mục tiêu thiết kế trò chơi thành cơng tạo trị chơi có ý nghĩa Trong trị chơi nghiêm túc, trị chơi có ý nghĩa xuất phát từ mối quan hệ hành động 64 Luan van người chơi kết hệ thống, nơi tương tác rõ ràng, người chơi nhận thấy hành động ảnh hưởng đến trị chơi thơng qua phản hồi tích hợp, hành động khơng có tác dụng tức thời có tác dụng giai đoạn sau trò chơi 6.6 Thiết kế lặp Để đạt thiết kế trò chơi nghiêm ngặt hiệu quả, cần có phương pháp lặp Điều bắt đầu với quy tắc trò chơi chế cốt lõi khơng thể lường trước đầy đủ trải nghiệm trò chơi Chẳng hạn, chúng tìm cách chơi, xem xuất sắc đâu dừng lại đâu Trong q trình thiết kế trị chơi, chơi, đánh giá, điều chỉnh chơi lại, cho phép cải tiến phiên trò chơi bao gồm thẩm mỹ, hiểu dễ thao tác 6.7 Thử thách trị chơi đóng vai trị tập phục hồi chức Điều để theo dõi hiệu suất bệnh nhân phù hợp với mức độ khó trò chơi với khả bệnh nhân Thêm vào đó, thử thách trị chơi khiến người dùng tham gia vào thời gian phục hồi lâu Để cho phép thử thách tối ưu, cần phải liên tục điều chỉnh cấp độ trò chơi cách kết hợp kỹ có bệnh nhân mà khơng có cảm giác chán nản hứng thú 65 Luan van Hình 40: Human Upper Limb Articulations 6.8 Ứng dụng AR Điều quan trọng phải biết cách phát triển ứng dụng AR tốt có hai câu hỏi cốt lõi cho vấn đề sau: 1) Điều làm cho ứng cử viên tốt cho ứng dụng AR? 2) Điều tạo nên ứng dụng AR tốt? Câu hỏi đề cập đến mức độ phù hợp ứng dụng ứng viên khả chi trả AR cung cấp câu hỏi thứ hai giải ứng dụng AR thực thi tốt đáp ứng nhu cầu người dùng ứng dụng Trong bối cảnh chi phí, AR cho phép người ta áp dụng thơng tin kỹ thuật số vào giới thực theo cách người dùng cảm nhận thông tin kỹ thuật số phần giới thực Sau đó, ghi nhớ khả chi trả này, ứng cử viên sáng giá cho ứng dụng AR 66 Luan van người khai thác khả theo cách tích cực để giải vấn đề theo cách hay cách khác Đối với câu hỏi thứ hai, để hồn thành ứng dụng AR tốt, điều quan trọng phải thực đánh giá để tìm khía cạnh ứng dụng hoạt động, khơng phải gì, lại cách khắc phục cải thiện Việc đánh giá bao gồm, ứng dụng có hồn thành mục tiêu thúc đẩy việc tạo ứng dụng không? Khăn, đối tượng mục tiêu có thực sử dụng ứng dụng sử dụng cách hiệu khơng? AR Có phải phương tiện phù hợp để sử dụng cho ứng dụng không? Bằng cách này, ứng dụng AR hiệu thú vị đạt 6.9 Sự tương tác Trong thực tế Augmented, tương tác đóng vai trị quan trọng trải nghiệm người dùng tổng thể Có số phương thức tương tác mà người dùng giao tiếp với giới ảo, ứng dụng AR người dùng khác theo kinh nghiệm nút vật lý, phím, trượt trình điều khiển khác để tương tác trải nghiệm AR Trong bối cảnh giới ảo, tương tác điều khiển người dùng trực tiếp người dùng điều khiển giới ảo theo cách tương tự cách họ làm giới vật lý, điều khiển vật lý nơi người dùng sử dụng thiết bị vật lý mà họ sử dụng giữ chạm, điều khiển ảo nút ảo mà người dùng thao tác giới ảo điều khiển tác nhân người dùng đưa lệnh cho số tác nhân giới VR để thực hành động thay mặt cho người dùng 6.10 Công nghệ AR Trong thực tế Augmented (AR), trải nghiệm liên quan đến số công nghệ công nghệ thị giác máy tính để theo dõi vị trí hướng vật thể ảo, số hình thức tính tốn để tích hợp yếu tố ảo trải nghiệm với giới thực, số chế để hiển thị yếu tố ảo kinh nghiệm số kỹ thuật động để phát va chạm vật thể ảo 67 Luan van Hình 41: Different Categories for Object Tracking Algorithm CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Đề tài thực triển khai vấn đề sau: - Đã nghiên cứu, thiết kế chế tạo hệ thống phục hồi chức dành cho bệnh nhân vật lý trị liệu chi đặc biệt bệnh nhân sau tai biến; - Đã phát triển tập trị liệu hiệu tương tác theo thời gian thực người sử dụng hệ thống; - Tất tập dành cho bệnh nhân tập vật lý trị liệu môi trường thực tăng cường AR để tăng cường động lực với môi trường tập luyện nhằm đảm bảo an toàn cho bệnh nhân bị suy yếu chi - Tất tập thực giám sát tối thiểu hệ thống với trợ giúp trí tuệ nhân tạo tập dựa lịch sử tập luyện bệnh nhân - Cùng với hướng dẫn cho tập phục hồi chức chi môi trường lâm sàng, tập phục hồi chức chi bắt chước mơi trường AR có thêm phản hồi âm hình ảnh tức thời 68 Luan van - Trong môi trường AR, bệnh nhân yêu cầu phải tương tác với vật thể ảo với cánh tay chân bị suy yếu để hoàn thành nhiệm vụ cử động chi tăng cường sức mạnh bắp phạm vi chuyển động chi - Ngồi ra, việc tích hợp mơ phản hồi sinh học thời gian thực tùy chỉnh với tập trị liệu hệ thống với tham gia người bệnh giúp họ thực tập trị liệu lâu - Hiệu suất hệ thống đánh giá cách phân tích liệu, phân tích hiệu suất thơng số hoạt động dựa cảm biến biết mức độ phục hồi bệnh nhân - Hệ thống phục hồi chức dành cho bệnh nhân sau đột quỵ khả hoạt động chi giúp giảm chi phí chăm sóc sức khỏe, giảm số lượng kỹ thuật viên nhà trị liệu giảm nhàm chán lĩnh vực phục hồi chức - Trong đề tài này, hệ thống phục hồi chức chi nghiên cứu, thiết kế chế tạo cho thấy hệ thống giúp phục hồi từ chức chuyển động chi Khác với phương pháp trị liệu khác hệ thống này, tập phục hồi chức chi dựa vào hệ thống tương tác AR theo thời gian thực - Thêm vào đó, khái niệm hình ảnh ảo sử dụng để kích thích phục hồi não để tăng cường phục hồi vận động nhanh Trong luận án này, hệ thống phục hồi chức chi phát triển chứng minh để tăng cường phục hồi từ chuyển động hạn chế chi Trái ngược với tập trị liệu khác, tập phục hồi chức chi dựa AR hiệu có động lực phát triển cách tích hợp với mô phản hồi sinh học thời gian thực Thêm vào đó, khái niệm ảo ảnh sử dụng để kích thích độ dẻo não để tăng cường phục hồi vận động theo cách tiếp cận nhanh Phương pháp điều khiển mơ hình VHA tạo khái niệm ảo giác, ngồi cịn tăng cường kích thích chất dẻo não phương pháp sinh học, sEMG Các kết đánh giá, từ phân tích thống kê, kiểm tra khả sử dụng phản hồi từ 69 Luan van chuyên gia lâm sàng đáng khích lệ để phục vụ hệ thống phục hồi chức chi môi trường lâm sàng 70 Luan van TÀI LIỆU THAM KHẢO Abraham W C., Bear M F (1996) Metaplasticity: the plasticity of synaptic plasticity Trends Neurosci 19, 126–130 10.1016/s0166-2236(96)80018-x Bolognini N., Russo C., Edwards D J (2016) The sensory side of post-stroke motor rehabilitation Restor Neurol Neurosci 34, 571–586 10.3233/rnn-150606 Borich M R., Brodie S M., Gray W A., Ionta S., Boyd L A (2015) Understanding the role of the primary somatosensory cortex: opportunities for rehabilitation Neuropsychologia 79, 246–255 10.1016/j.neuropsychologia.2015.07.007 Campolo, Domenico "H-Man: design & development of forearm support with position detection ability for use in clinical settings and at home for neurorehabilitation." (2018) Hesham Galal Mahran, EmadTawfik Ahmed, Shamekh Mohammed El-Shamy and Amir Abdel-Raouf El-Fiky Department of Physical Therapy, Faculty of Applied Medical Sciences, Umm Al-Qura University, Saudi Arabia Department of Physical Therapy, Faculty of Applied Medical Sciences, Taif University, Saudi Arabia Department of Physical Therapy for Neuromuscular Disorders and Its Surgeries, Faculty of Physical Therapy, Cairo University, Egypt.2016 Hidalgo, Julio Cesar Cabrera, et al "Development of a hand rehabilitation therapy system with soft robotic glove." International Conference on Applied Human Factors and Ergonomics Springer, Cham, 2019 Neva J L., Brown K E., Feldman S J., Staines W R., Boyd L A (2018) Sensorimotor integration in chronic stroke: baseline differences and response to sensory training Restor Neurol Neurosci 36, 245–259 10.3233/RNN-170790 Omarkulov N, Telegenov K, Zeinullin M, Tursynbek I, Shintemirov A Preliminary mechanical design of NU-Wrist: A 3-DOF self-aligning Wrist rehabilitation robot In2016 6th IEEE International Conference on Biomedical Robotics and Biomechatronics (BioRob) 2016 Jun 26 (pp 962-967) IEEE Spalletti C., Alia C., Lai S., Panarese A., Lamola G., Bertolucci F., et al (2017) Neuroplastic changes following brain ischemia and their contribution to stroke 71 Luan van recovery: novel approaches in neurorehabilitation Front Cell Neurosci 11:76 10.3389/fncel.2017.00076 10 Taube, W., Université de Fribourg) Neurophysiological Adaptations in Response to Balance Training, Article in Deutsche Zeitschrift für Sportmedizin 63(9):273277 · January 2012 72 Luan van Luan van ... KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG HỖ TRỢ TẬP VẬT LÝ TRỊ LIỆU CÁC CHI VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA THỰC ẢO (VR) SV2020-41 Thuộc nhóm ngành khoa học: kỹ thuật cơng nghệ SV thực hiện:... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG HỖ TRỢ TẬP VẬT LÝ TRỊ LIỆU CÁC CHI VỚI SỰ HỖ TRỢ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế chế tạo hệ thống hỗ trợ tập vật lý trị liệu chi với