Translingual Neurostimulator: 10 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Bu layihə Yeni Şotlandiyadan olan Mark tərəfindən sifariş edilmişdir. 471.88 ABŞ dollarına hissə -hissə başa gəldi və dizayn və tikinti 66.5 saat çəkdi. Plastik qutu ilə birlikdə yuxarıdakı iki fotoşəkil, cihazın Almaniyadakı bir yoldaşının sifarişi ilə ikinci (qapalı) təkrarlanmasından alınmışdır.

Mənim kimi olsanız, bu cihazla ilk tanışlığınız, korların şəkillərini, bir elektrod ızgarasında dilində göstərərək, aşağı qətnaməli bir görüntünü "görmək" üçün istifadə etdiyi xəbər məqalələrində oldu. Cihazın müxtəlif reabilitasiya növlərində də tətbiqləri var - "BrainPort" variantı, vestibulyar sensor əvəzetmə vasitəsi ilə balans çatışmazlıqlarını müalicə etmək üçün istifadə edilə bilər və guya sadəcə bir elektrotaktil dil stimullaşdırıcı qurğunun hər elektrodundan nəbz göndərir (müvafiq məşqlərlə birlikdə. balans təhsili) məni təəccübləndirən bəzi nevroloji vəziyyəti yaxşılaşdıra bilər. PoNS cihazının (dili stimullaşdıran, lakin bununla heç bir məlumat göndərməyən) yalançı elm olduğu və insanların sağlamlıq vəziyyətinin yaxşılaşdırılması baxımından heç bir iş görmədiyi barədə bəzi xəbərlər də eşitmişəm. Hal -hazırda PoNS cihazının hər şey üçün faydalı olduğunu əminliklə söyləmək üçün kifayət qədər araşdırma yoxdur və PoNS cihazının və bu kimi digərlərinin effektivliyini iddia edən sənədlər cihaz istehsalçıları tərəfindən maliyyələşdirilmişdir ki, bu da hər cür şübhə doğurur. təbii maraqlar toqquşması. Mən, quicksilv3rflash, bu cihazın tibbi effektivliyi ilə bağlı heç bir iddia irəli sürmürəm, istəsəniz onu necə quracağınız budur.

Hər halda, tibbi avadanlıq klon layihələrimdə olduğu kimi, tapdığım kommersiya versiyası üçün təlimatda, hissələrin faktiki dəyəri nəzərə alınmaqla həddindən artıq yüksək olan 5000 ABŞ dollarından çox yüksək qiymət-(471.88 ABŞ dolları, 2018-09) -14). Dəyişən şəbəkə qətnamələri və maksimum çıxış xüsusiyyətləri ilə bu texnologiyanın bir çox fərqli kommersiya dizaynı var (gördüm ki, çıxış gərginliyi maksimum 19v ilə 50v arasında dəyişir, sonra çıxış təxminən 1kOhm müqavimət və 0.1uF DC-bloklama kondansatöründən keçir). Bu heç bir kommersiya versiyasının dəqiq surəti deyil; bir neçə fərqli kommersiya dizaynını təqlid etmək üçün hazırlanmışdır və komissarın tələbi ilə tamamilə yeni bir rejimə (Dexterity təlimi) malikdir.

Addım 1: Çıxış rejimi

Burada təsvir olunan cihaz üç çıxış rejiminə malikdir:

1. BrainPort balans emulyatoru

BrainPort, daha əvvəlki Dil Ekran Birimi (TDU) əsasında hazırlanmışdır. Təlim balansı üçün BrainPort, 10x10 dilli elektrod ızgarasında 2x2 nümunəni göstərmək üçün istifadə olunur. Dil elektrod ızgarasındakı naxış sanki cazibə qüvvəsi ilə hərəkət edən fiziki bir cisim kimi hərəkət edir; istifadəçinin başı düz tutulursa, o, şəbəkənin mərkəzində qalır. İstifadəçi irəli əyilirsə, model istifadəçinin dilinin ön tərəfinə, istifadəçi sağa əyilirsə, model istifadəçinin dilinin sağ tərəfinə doğru hərəkət edir. Eyni şey sola və ya arxaya əyilmək üçün də keçərlidir (nümunə ızgaranın mərkəzindən istifadəçinin dilinin soluna və ya arxasına doğru hərəkət edəcək).

2. PoNS emulyatoru

BrainPort və ya Dil Ekran Birimindən fərqli olaraq, PoNS çıxışı heç bir məlumat daşımır və xarici siqnalla modulyasiya edilə bilməz. Araşdırmaçılar, cihazın ağızdan çıxarıldıqdan bir neçə ay sonra da BrainPort ilə balans təliminin performansının yaxşılaşdığını tapdıqdan sonra, əvvəlki bağlantıdakı kağızı yenidən ifadə etmək üçün, məlumat ötürülməsə belə, elektrotaktil stimullaşdırmanın özünün bir növ neyrohabilitasiyanı asanlaşdıra biləcəyindən şübhələndilər. dil ekranı. PoNS cihazının ilk versiyası burada təsvir edilən cihaz kimi kvadrat elektrod şəbəkəsinə malik idi, lakin qeyd etmək lazımdır ki, PoNS cihazının sonrakı versiyalarında (2011 -ci ildə 2 -ci versiyadan başlayaraq) kifayət qədər qeyri -müəyyən bir aypara istifadə edərək kvadrat çıxış elektrod şəbəkəsi yoxdur. -dilin ön tərəfinə uyğun olan və 144 elektrodu olan ay şəkilli. Nəzərə alın ki, bu Təlimat kitabının müəllifi PoNS cihazının həqiqətən faydalı bir şey etdiyini əminliklə söyləyə bilməz.

3. Çeviklik rejimi

Komissar tərəfindən xüsusi olaraq tələb olunan çeviklik rejimi, hər barmağın birinci və ikinci barmaqlarının sağ əlindəki bükülməsini izləyir. Əlin bükülməməsi halında dilin ön tərəfində on aktiv elektrod göstərilir, hər bir aktiv elektrod oynağa uyğundur. Derzlər büküldükdə, müvafiq aktiv elektrodlar istifadəçinin əl mövqeyini təsvir edən elektrotaktil geribildirim təmin edərək dilin önündən arxasına doğru hərəkət edir.

Addım 2: Parça siyahısı

[Ümumi xərc: 2018-09-14 tarixinə görə $ 471.88 USD]

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 Şerit kabellər qadından dişi, 40 tel/kabel

5x Dil elektrod ızgara lövhələri

5x Çıxış sürücüsü elektrik lövhələri

2 dəfə Arduino uno

2x XL6009 Boost modulu

1 x 6AA tutacaq

1x 9v batareya klipi

1 x Güc açarı

1x VMA203 klaviatura/ekran

1x sürətləndirici, ADXL335 modulu

10x Flex sensorlar, spektr simvolu flex 2.2"

50ft. 24 AWG tel

2x Əlcək (yalnız cüt satılır)

Addım 3: Dövrə lövhələri

Seeed Studio FusionPCB vasitəsilə elektron lövhələr sifariş etdim. Bu addıma daxil olan.zip faylları tələb olunan gerber fayllarıdır. Sürücü lövhələri Seeed -in standart parametrləri ilə hazırlana bilər, ancaq dil elektrod şəbəkəsi daha yüksək dəqiqlik (5/5 mil boşluq) və qızıl örtük (ENIG) tələb edir, baxmayaraq ki, daha uzun ömürlü olmaq istəsəniz sərt qızıl ala bilərsiniz. Əlavə 200 dollarınız var). Ən incə dövrə kartı seçimi olan 0.6 mm olan dil elektrod ızgarası da var ki, bu da onu bir qədər elastik edir.

Çevik poliimid elektrik lövhələrinin baha olması səbəbindən bu prototip üçün sərt bir lövhədən istifadə etməyi seçdik. Bu cihazı polimid üzərində hazırlamaq istəyən bu təlimatları oxuyan digər şəxslər, dəqiqliyin Seeedstudio -nun çevik PCB -də təmin etməyəcəyi 5 mil iz / 5 millik boşluq olduğunu nəzərə almalıdır. Çox güman ki, 6mil / 6mil prosesində Seeedin poliimid üçün istifadə edilməsindən xilas ola bilərsiniz, ancaq bəzi lövhələrin qüsurlu olmasını gözləyin və hər birini yoxlayın / sınayın. Ayrıca, çevik polimid lövhələrin axırıncı dəfə yoxladığım 320 dollara başa gəlir.

Dil elektrod lövhələrini aldıqdan sonra artıq materialı kəsməlisiniz. Aşındırıcı kəsmə diski olan dremel klonundan istifadə etdim.

Addım 4: Arduino Çıxış Sürücüsü

Çıxış sürücüsü Arduino, çərçivə generatoru Arduino -dan serial girişinə əsaslanaraq elektrodları idarə etmək üçün çıxış sxemlərini idarə edir. Çıxışların yarısının digərlərinin ters çevrilmiş bir görüntüsü olaraq bağlandığını unutmayın, buna görə çıxış sürücüsü kodu bunu nəzərə almaq üçün bir az qəribədir.

Addım 5: Frame Generator Arduino

Çərçivə generatoru Arduino, mövqeyi algılayan əlcəkdən və akselerometrdən məlumat alır və nəticədə dil ekranını idarə edəcək çıxış çərçivəsi məlumatlarına çevirir. Arduino çərçivə generatoru da VMA203 Klaviatura/düymə moduluna qoşulmuşdur və cihazın istifadəçi interfeysini idarə edir. Çərçivə generatoru Arduino içərisində olan sürücü kodu, fərdi dəyişmə sensörlərinin çıxışlarına əsaslanan sehrli rəqəmlərlə (kodda izah edilmədən istifadə olunan hərfi dəyərlər) və akselerometrlə doludur.

Addım 6: Sensor Çoxlayıcı Dövrə

Analog girişlərdən daha çox analoq sensora sahibəm, buna görə də multiplekserdən istifadə etməliydim.

Addım 7: Çıxış Sürücü Dövrü

Buraya.pdf olaraq əlavə olunur, çünki əks halda Instructables onu o qədər sıxışdıracaq ki, oxunmaz hala gəlir.

Addım 8: Sistem Layout

Qeyd: Həm BrainPort, həm də PoNS cihazları eyni anda birdən çox elektrodu aktivləşdirir. Burada telli və kodlu olduğu kimi, bu cihaz bir anda yalnız bir elektrodu aktivləşdirir. Hər bir çıxış devre kartının ayrı bir çip seçmə və çıxış imkan xətləri var, buna görə də bu dizayn _can_ eyni anda birdən çox elektrodları aktivləşdirmək üçün qurula bilər, sadəcə bunu etmək üçün bağlamamışam.

Addım 9: Flex Sensor Əlcək Hazırlanması

Fleks sensorların pinləri çox kövrəkdir və asanlıqla qoparılır. Fleks sensorlarının açıq səthi də qısa qapanmalara həssasdır. Telləri əyilmə sensorlarına lehimlədim və sonra zədələnməmək üçün qovşaqları isti yapışqanla əhatə etdim. Sonra əyilmə sensorları əlcəklə bağlanır və hər sensoru ortası bükülmə tərəfinə yerləşdirilir, fleksiyası ölçülməlidir. Təbii ki, bunun kommersiya versiyası 10 min dollardan çox satılır.

Addım 10: Fiziki Quraşdırma

Sürücü dövrə lövhələrindən dil elektrod şəbəkəsinə qədər yüz tel çox olduğu üçün məcmu olaraq nisbətən elastik olmur. Bu cihazla tarazlıq yaratmaq üçün dil elektrod ızgarasını yerində saxlayaraq başınızı sərbəst hərəkət etdirə bilməlisiniz. dildə. Bu səbəblərdən, sürücünün elektron lövhələrini dəbilqəyə bağlamaq ən məntiqli idi.