Ocena multimodalnego systemu sprzężenia zwrotnego dotykowego dla użytkowników z utratą kończyny górnej: Wcielenie i wydajność (THE_FBHAND)

Celem tego badania jest ocena wpływu integracji systemów sprzężenia zwrotnego dotykowego w robotycznej protezie kończyny górnej. Systemy te dostarczają bodźce ciśnieniowe (poprzez małe silikonowe komory, które się nadmuchują), bodźce wibracyjne (poprzez małe okrągłe siłowniki) lub kombinację obu na ramię, w celu poprawy poczucia posiadania i kontroli nad sztuczną ręką. W ten sposób, gdy robotyczna ręka dotyka, chwyta i trzyma przedmiot, użytkownik otrzymuje sensoryczne sprzężenie zwrotne, które może sprawić, że używanie protezy stanie się bardziej naturalne, intuicyjne i funkcjonalne w codziennym życiu. Oczekuje się, że poprawi to poczucie cielesnej integracji protezy, szczególnie poprzez wzmocnienie percepcji posiadania bionicznej kończyny oraz uczucia kontroli nad nią, co z kolei poprawi zdolność wykonywania codziennych czynności z protezą.

Ponadto, badanie ma na celu zbadanie, czy jednoczesne dostarczanie wielu bodźców może dezorientować lub sprawiać dyskomfort użytkownikowi, czy też są one dobrze integrowane przez wrażliwy system, poprawiając doświadczenie odczuwania dotykowego.

Jest to pilotażowe badanie otwarte, co oznacza, że zarówno badacze, jak i uczestnicy będą świadomi różnych faz badania. Populacja badana będzie obejmować osoby z jednostronną utratą kończyny górnej na poziomie przedramienia, nabytą lub wrodzoną. Planowana wielkość próby to 9 uczestników, którzy spełniają kryteria włączenia i wykluczenia oraz wyrazili pisemną świadomą zgodę na udział w badaniu.

Badanie składa się z dwóch faz. Faza 1: Eksperyment z iluzją gumowej ręki Podczas tej fazy urządzenia sprzężenia zwrotnego o nazwach WISH (odczucie ciśnienia zapewniane przez nadmuchiwanie silikonowych komór), VIBES (odczucie wibracji) i PUSE (oba urządzenia zastosowane i aktywowane razem w celu zapewnienia obu doznań, synchronicznie lub z minimalnym opóźnieniem) zostaną umieszczone na kikucie i zabezpieczone elastycznymi paskami rzepowymi. Robotyczna ręka, sterowana przez uczestnika za pomocą czujników elektromiograficznych, zostanie umieszczona na stole przed uczestnikiem. Uczestnik będzie widział ruch robotycznej ręki, jednocześnie otrzymując sensoryczne sprzężenie zwrotne zsynchronizowane z jej ruchami. Będą testowane różne warunki stymulacji (tylko ciśnienie, tylko wibracje oraz sprzężenie zwrotne łączone). Po zakończeniu każdego warunku zostanie przeprowadzona ankieta w celu oceny percepcji własności i sprawstwa.

Faza 2: Używanie protezy kończyny górnej W drugiej fazie siłowniki zostaną zintegrowane z lejem protezy robotycznej SoftHand, myoelektrycznej protezy kończyny górnej. Uczestnicy zostaną poproszeni o założenie protezy i wykonanie zadań w każdym z warunków sprzężenia zwrotnego testowanych w Fazie 1. Po okresie swobodnego użytkowania w celu zapoznania się, trwającym około 10 minut, uczestnicy zostaną poproszeni o wykonanie zadań obejmujących rozpoznawanie przedmiotów i powierzchni, a także czynności życia codziennego, które będą mierzone czasowo. Wyniki różnych warunków zostaną porównane w celu zidentyfikowania konfiguracji sprzężenia zwrotnego związanej z najlepszą wydajnością, zdefiniowanej jako mniej błędów i krótszy czas wykonania. Po zakończeniu każdego warunku zostanie przeprowadzona ankieta w celu oceny łatwości użytkowania i tolerancji protezy.