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人工肌肉系统神经网络建模与控制
针对广泛应用于医疗机器人等领域的空气压人工肌肉的非线性特性,运用神经网络模型,对人工肌肉系统进行建模与控制.设计了一个具有单关节的人工肌肉试验系统.采用递推预报误差(RPE)算法来训练神经网络,并给出了RPE算法的具体实现,该算法与传统的BP算法相比具有更好的收敛特性.讨论了不同的输入向量和不同的隐层节点数对建模结果的影响.在此基础上提出了一种基于神经网络的人工肌肉系统非线性控制结构,并给出了人工肌肉关节跟踪正弦波和矩形波参考信号的试验结果.试验结果表明,采用神经网络模型对人工肌肉系统进行建模与控制,能有效地克服人工肌肉系统的非线性,能够得到更快的控制速度和更高的控制精度.
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人工肌肉的研究进展及其在康复医学中的应用
在现有的人工肌肉研究中,尽管人工介成活性生物肌肉相当困难,但把肌肉的功能心用于技术中已经开始尝试.随着材料技术和数学理论结构模型的发展,人类已研制出不同材料与结构的人工肌肉,但对其特性和推广应用尚需进一步的研究.在不久的将来,人工肌肉在医疗器械、康复医疗、仿生、钾能机器人、军用武器、航空航天等诸多领域必将发挥很大的作用.作者就目前已有的人工肌肉的类型、特忡、在康复医学中的应用及其性能评估做一综述.
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人工肌肉临床应用前景
有临床应用前景的人工肌肉材料大致有两类.传导电子做驱动力的材料靠电场力作用,如场致电收缩式聚合物、电场反应式弹性体及压电铁电型塑料,应用电压很高.传导离子的材料有pH响应式水凝胶、电容驱动式碳纳米管、电化学式导电聚合物及离子塑料金属复合物,应用电压低.还有电解相变式收缩材料、磁敏式收缩材料、光致敏液晶收缩材料及分子致动塑料等.这些可望在检验标本移取、眼外肌、假肢和人工心脏的开发上获得应用.
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新型人工心脏与人工肌肉
人工心脏已开发有气动隔膜、电动推板、轴流、叶轮离心式血泵、杯套式及多指式直接心脏辅助装置.应用电动人工肌肉如导电塑料、离子聚合物金属复合物、电场反应型弹性体、场致电收缩聚合物、碳纳米管、电解相变收缩材料、磁敏型收缩材料等或许可以开发新型人工心脏.将人工心脏体积缩小或减少血液接触面积可避免严重并发症.本文对近年来人工心脏及人工肌肉研究作一简要.
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人工肌肉及其在直接心脏辅助装置中的应用前景
人工心脏是目前解决心脏移植供心来源不足的一种有效途径.而新型的、有效的致动器的研究开发及应用,在人工心脏技术发展中处于至关重要的地位.本文介绍了近年新发展的致动器:人工肌肉,阐述了它的分类和原理,并将其在直接心脏辅助装置应用中所必需的几种特性参数进行了分析比较,对它在目前所存在的问题和前景作了探讨.
