Translinguale neurostimulator: 10 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:26

Hierdie projek is in opdrag van Mark van Nova Scotia gedoen. Dit kos $ 471,88 in onderdele, en dit neem 66,5 uur om te ontwerp en te bou. Die twee foto's hierbo met die plastiekboks is afkomstig van die tweede (ingeslote) iterasie van die toestel, in opdrag van 'n ander in Duitsland.

As u net soos ek was, was u eerste blootstelling aan hierdie toestel in nuusartikels met foto's van blinde mense wat dit gebruik om 'n beeld met 'n lae resolusie te sien deur dit op 'n elektrode-rooster op hul tong te vertoon. Die toestel het ook toepassings in verskillende soorte rehabilitasie - die "BrainPort" -variant kan gebruik word om balanstekorte te behandel deur middel van vestibulêre sensoriese substitusie, en na bewering net polse deur elke elektrode van 'n elektrotaktiele tongstimulasietoestel te stuur (gekombineer met relevante oefeninge, bv. balansopleiding) kan sommige neurologiese toestande verbeter, wat my verbaas. Ek het ook 'n paar berigte gehoor dat die PoNS -toestel (wat die tong stimuleer, maar geen inligting daardeur stuur nie) pseudowetenskap is en niks doen om mense se mediese toestande te verbeter nie. Daar is tans onvoldoende navorsing om met sekerheid te sê dat die PoNS -toestel vir enigiets nuttig is, en die koerante wat aanspraak maak op die doeltreffendheid van die PoNS -toestel en ander, is befonds deur die vervaardigers van toestelle, wat allerhande verdag is inherente belangebotsings. Ek, quicksilv3rflash, maak geen aansprake oor die mediese doeltreffendheid van hierdie toestel nie; dit is net hoe u dit kan bou as u wil.

In elk geval, soos altyd die geval is met my kloonprojekte vir mediese hardeware, bevat die handleiding vir die kommersiële weergawe wat ek gevind het 'n absurd hoë prys-meer as $ 5000 dollar, buitensporig hoog gegewe die werklike koste van onderdele ($ 471,88 USD vanaf 2018-09) -14). Daar is baie verskillende kommersiële ontwerpe van hierdie tegnologie, met uiteenlopende netwerkresolusies en maksimum uitsetspesifikasies (ek het 'n maksimum uitgangsspanning van 19v tot 50v gesien, waarna die uitset deur 'n ongeveer 1kOhm-weerstand en 'n 0.1uF DC-blokkerende kapasitor gelei word). Dit is nie 'n presiese kopie van enige kommersiële weergawe nie; dit is ontwerp om verskillende kommersiële ontwerpe na te volg, en het 'n heeltemal nuwe modus (Behendigheidsopleiding) op versoek van die kommissaris.

Stap 1: Uitvoermodusse

Die toestel wat hier beskryf word, het drie uitvoermodusse:

1. BrainPort -balans -emulator

Die BrainPort is ontwikkel op grond van die vroeëre Tongue Display Unit (TDU). Vir oefenbalans word die BrainPort gebruik om 'n 2x2 patroon op 'n 10x10 tongelektrode rooster te vertoon. Die patroon op die tongelektrode rooster werk ietwat asof dit 'n fisiese voorwerp is wat deur swaartekrag beweeg word; dit bly in die middel van die rooster as die gebruiker se kop regop gehou word. As die gebruiker vorentoe leun, beweeg die patroon na die voorkant van die gebruiker se tong, en as die gebruiker na regs leun, beweeg die patroon na die regterkant van die gebruiker se tong. Dieselfde geld vir leun na links of agtertoe (die patroon beweeg van die middel van die rooster na links of agter die tong van die gebruiker).

2. PoNS -emulator

Anders as die BrainPort of Tongue Display Unit, bevat die PoNS -uitset geen inligting nie en kan dit nie deur 'n eksterne sein gemoduleer word nie. Om die koerant in die vorige skakel te omskryf, nadat die navorsers bevind het dat balansoefening met die BrainPort die prestasie verbeter, selfs vir maande nadat die toestel uit die mond verwyder is, vermoed hulle dat elektrotaktiele stimulasie self op een of ander manier neurorehabilitering kan vergemaklik, selfs sonder dat inligting deurgegee word die tong vertoon. Die eerste weergawe van die PoNS -toestel het 'n vierkantige elektrode rooster soos die toestel wat hier beskryf word, maar dit is opmerklik dat daaropvolgende weergawes (vanaf weergawe 2 in 2011) van 'n PoNS -toestel nie 'n vierkantige elektrodestelsel het nie, maar eerder 'n vaag halfmaan. -maanvormige een wat langs die voorkant van die tong pas en 144 elektrodes het. Let daarop dat die outeur van hierdie instruksies nie met vertroue kan sê dat die PoNS -toestel eintlik iets nuttigs doen nie.

3. Behendigheidsmodus

Behendigheidsmodus word spesifiek deur die kommissaris versoek, en volg die buiging van die eerste en tweede kneukels van elke vinger aan die regterhand. Tien aktiewe elektrode word langs die voorkant van die tong vertoon as die hand nie buig nie, elke aktiewe elektrode stem ooreen met 'n gewrig. Terwyl die gewrigte gebuig word, beweeg die ooreenstemmende aktiewe elektrodes van die voorkant na die agterkant van die tong, wat elektriese taktiele terugvoer gee wat die gebruiker se posisie van die hand beskryf.

Stap 2: Onderdele lys

[Totale koste: $ 471,88 USD vanaf 2018-09-14]

10x 47K ohm 0603

10x MUX506IDWR

15x UMK107ABJ105KAHT

110x VJ0603Y104KXAAC

120x RT0603FRE0710KL

110x MCT06030C1004FP500

5x TNPW060340K0BEEA

5x HRG3216P-1001-B-T1

5x DAC7311IDCKR

5x LM324D

10x SN7400D

10x M20-999404

3x Lintkabels vrou-tot-wyfie, 40 drade/kabel

5x Tongelektrode roosterbane

5x Uitgangsbestuurder -stroombane

2x Arduino uno

2x XL6009 Boost -modules

1x 6AA houer

1x 9v batteryklem

1x aan / uit -skakelaar

1x VMA203 -klavier/skerm

1x versnellingsmeter, ADXL335 -module

10x Flex -sensors, spektra -simbool flex 2.2"

50 voet. 24 AWG draad

2x handskoene (slegs in pare verkoop)

Stap 3: stroombane

Ek het stroombane bestel deur Seeed Studio FusionPCB. Die.zip -lêers wat in hierdie stap ingesluit is, is die vereiste gerber -lêers. Die bestuurdersborde kan gemaak word met die standaardinstellings van Seeed, maar die tongelektrode -rooster vereis 'n groter presisie (5/5 mil speling) en verguld (ENIG - alhoewel u eerder harde goud kan kry as u wil hê dat dit langer moet hou, en as u het 'n ekstra $ 200). Ek het ook die tongelektrode rooster vervaardig met die dunste printplaat -opsie, 0,6 mm, wat dit effens buigsaam maak.

Vanweë die hoë koste van buigsame poliimied -stroombane, het ons gekies om 'n stewige bord vir hierdie prototipe te gebruik. Ander wat hierdie instruksies lees en hierdie toestel op poliimied wil laat vervaardig, moet die vereiste presisie in ag neem: spore van 5mil / 5mil, wat Seeedstudio nie in flex -PCB sal bied nie. U kan waarskynlik vermy dat u dit op die 6mil / 6mil -proses laat vervaardig. Gebruik polimied, maar verwag dat sommige van die borde defektief is, en elkeen ondersoek of toets. 'N Paar buigsame poliimiedborde kos ongeveer $ 320, laas ek dit nagegaan het.

Nadat u die tongelektrodeborde ontvang het, moet u die oortollige materiaal afsny. Ek gebruik 'n dremel-kloon met 'n skuurafsnyskyf.

Stap 4: Uitvoerbestuurder Arduino

Die uitsetbestuurder Arduino beheer die uitsetstroomborde om die elektrodes aan te dryf op grond van die reeksinvoer van die raamgenerator Arduino. Let daarop dat die helfte van die uitsette ingeskakel is as 'n omgekeerde beeld van die ander, dus is die uitvoerbestuurderkode 'n bietjie vreemd om dit in ag te neem.

Stap 5: raamopwekker Arduino

Die raamgenerator Arduino neem data uit die posisiesensorende handskoen en die versnellingsmeter en omskakel dit in die uitvoerraamdata wat uiteindelik die tongvertoning sal beheer. Die raamgenerator Arduino het ook die VMA203 -toets/knoppie -module ingeprop en beheer die gebruikerskoppelvlak van die toestel. Die bestuurderkode in die raamgenerator Arduino is vol magiese getalle (letterlike waardes wat sonder verduideliking in die kode gebruik word) gebaseer op die uitsette van die individuele buigsensors - wat baie wissel - en die versnellingsmeter.

Stap 6: Sensormultiplexerkring

Ek het meer analoog sensors as analoog insette, so ek moes 'n multiplexer gebruik.

Stap 7: Uitvoerbestuurderbaan

Hier aangeheg as 'n.pdf, want anders sal Instructables dit so saamdruk dat dit onleesbaar word.

Stap 8: Stelseluitleg

Let wel: Beide die BrainPort- en PoNS -toestelle aktiveer verskeie elektrodes gelyktydig. Soos hier bedraad en gekodeer, aktiveer hierdie toestel slegs een elektrode op 'n slag. Elke uitgangskaartbord het afsonderlike chip -kies- en uitsetaktiveringslyne, so hierdie ontwerp kan opgestel word om verskeie elektrodes tegelyk te aktiveer; ek het dit net nie bedraad nie.

Stap 9: Berei die Flex Sensor -handskoen voor

Die buigsensors se penne is baie broos en kan maklik afgeskeur word. Die blootgestelde oppervlak van die buigsensors is ook vatbaar vir kortsluitings. Ek het drade aan die buigsensors gesoldeer en die aansluitings volledig omring met warm gom om dit teen skade te beskerm. Die buigsensors is dan aan 'n handskoen vasgemaak, met die middel van elke sensor oor die knokkel waarvan die buiging gemeet moes word. Uiteraard word die kommersiële weergawe hiervan vir meer as $ 10 000 verkoop.

Stap 10: Fisiese samestelling

Omdat die honderd drade van die bestuurdersbordplate na die tongelektrode rooster so talryk is, word hulle relatief onbuigsaam as 'n aggregaat. Om die balans met hierdie toestel op te lei, moet u u kop vry kan beweeg terwyl die tongelektrode rooster op sy plek bly op die tong. Om hierdie redes was dit die beste sin om die bestuurdersbordplate aan 'n helm te monteer.