KPI Science News (Aug 2019)
ОПТИЧНИЙ ЗВОРОТНИЙ ЗВ’ЯЗОК НА ОСНОВІ ФОТОМЕТРІЇ ЕЛІПСОЇДАЛЬНИМИ РЕФЛЕКТОРАМИ В БІОНІЧНИХ ПРОТЕЗАХ ПАЛЬЦІВ
Abstract
Проблематика. Особливості ефективного розпізнавання типів поверхонь при взаємодії пальців протеза з об’єктами маніпуляції та організація системи оптичного зворотного зв’язку в модулі керування біонічної кінцівки. Мета дослідження. Розробка й апробація методу організації оптичного зворотного зв’язку для систем біонічних протезів пальців рук людини. Методика реалізації. Створена система оптичного зворотного зв’язку базується на мікроконтролерному вимірювальному пристрої з інфрачервоним оптичним випромінювачем і сенсором, еліпсоїдальному рефлекторі та штучній нейронній мережі. Результати дослідження. Здійснено порівняння ефективності застосування системи оптичного зворотного зв’язку з використанням еліпсоїдального рефлектора та без нього. Аналіз проведено класифікацією набору із дванадцяти, одинадцяти та десяти видів поверхонь досліджуваних зразків за допомогою штучної нейронної мережі. Отримана точність розпізнавання поверхонь при використанні системи без еліпсоїдального рефлектора становила 77, 82 і 87 % відповідно. Своєю чергою точність розпізнавання зразків поверхонь при застосуванні еліпсоїдального рефлектора становила 94, 98 і 100 % відповідно, що засвідчує можливість подальшого використання системи на основі фотометрії еліпсоїдальними рефлекторами для організації складових частин або повноцінних модулів зворотного зв’язку біонічних пальців. Висновки. У роботі запропоновано систему організації оптичного зворотного зв’язку на базі оптичного випромінювача і сенсора, еліпсоїдального рефлектора та штучної нейронної мережі для розпізнавання виду окремих поверхонь, з якими можуть взаємодіяти пальці біонічного протеза. Запропонована система показала прийняту достовірність розпізнавання обмеженого набору досліджуваних зразків, а ефективність її застосування може бути підвищена завдяки використанню масиву сенсорів та більш широкої вибірки даних для тренування.
Keywords
