Апаратно-програмний комплекс моделювання руху протезів

Abstract

Дана робота присвячена розробці апаратно-програмного комплексу моделювання руху протезів. Об’єкт роботи: моделювання руху протезів, розробка програмного забезпечення та апаратних рішень для симуляції руху протезів. Предмет роботи: програмні засоби створення апаратного комплексу моделювання руху протезів. Мета роботи: покращення функціональності рухових протезів, вивчення впливу різних параметрів на рух протезів та впровадження інноваційних технологій для полегшення життя пацієнтів з ампутаціями за рахунок розробки апаратно-програмного комплексу моделювання руху протезів. Кваліфікаційна робота бакалавра складається з вступу, 3 розділів, висновків та переліку джерел посилання. У вступі визначається актуальність теми, що приймається за мету та невеликий огляд поставленої задачі, предмет дослідження та об’єкт роботи. У першому розділі розглядаються сучасні тренди у розробленні протезів, аналізу систем моделювання руху, переваг та недоліків програмного забезпечення, обґрунтовується план виконання завдання, формується специфікація вимог до апаратного та програмного забезпечення. У другому розділі описується огляд координації людського тіла під час пересування з метою освоєння сегментації людського тіла та дослідження центральної нервової системи людини. Розглянуто взаємодію між біомеханічними та нейронними системами в управлінні тілом, оскільки ефективна нейронна система має забезпечувати точну апроксимацію моделей нейромеханічної активності або функцій з мінімальними витратами на інфраструктуру нейронних схем. У третьому розділі описується результат виконаної роботи з конструювання та моделювання програмного забезпечення, включаючи вибір технологій, мови програмування, та компонентів застосунку, тобто бібліотек, плагінів та ін та опис інтерфейсу апаратно-програмного комплексу моделювання руху протезів. У висновках наведено аналіз виконаної роботи та отриманих результатів дослідження та розроблення. У додатку А наведений лістинг з програмним кодом до апаратно-програмного комплексу. В цілому, кваліфікаційна робота без додатків містить 72 сторінок, 43 рисунків, 3 таблиці, 25 джерел посилання. This bachelor’s thesis is devoted to the development of a hardware and software complex for modeling the movement of prostheses. Object of bachelor’s thesis: modeling of prosthesis movement, development of software and hardware solutions for simulation of prosthesis movement. Subject of bachelor’s thesis: software tools for creating a hardware complex for modeling the movement of prostheses. Purpose: to improve the functionality of motor prostheses, to study the influence of various parameters on the movement of prostheses and to introduce innovative technologies to facilitate the lives of patients with amputations by developing a hardware and software complex for modeling the movement of prostheses. The bachelor's thesis consists of an introduction, 3 chapters, conclusions and a list of references. The introduction defines the relevance of the topic, which is taken as the goal and a brief overview of the task, the subject of research and the object of work. The first chapter discusses current trends in the development of prostheses, analysis of motion modeling systems, advantages and disadvantages of software, justifies the plan for the task, and forms a specification of requirements for hardware and software. The second section describes an overview of human body coordination during movement in order to master the segmentation of the human body and study the human central nervous system. The interaction between biomechanical and neural systems in body control is discussed, since an efficient neural system should provide accurate approximation of neuromechanical activity or function models with minimal cost for neural circuitry infrastructure. The third section describes the results of the work performed on software design and modeling, including the choice of technologies, programming language, and application components, i.e. libraries, plug-ins, etc., and a description of the interface of the hardware and software system for modeling prosthetic movement. The conclusions provide an analysis of the work performed and the results of research and development. Appendix A contains a listing with the program code for the hardware and software complex. In general, the qualification work without appendices contains 72 pages, 43 figures, 3 tables, 25 references.