ОТЧЕТ о выполнении НИОКР по теме: «Разработка, изготовление и испытания прототипа антропоморфной бионической кисти» (договор №36ГС1С7-I5/86362 от 16.08.2023) (заключительный)

Цель выполнения НИОКР – разработать, изготовить и провести испытания прототипа антропоморфной бионической кисти. В результате выполнения НИОКР был изготовлен прототип антропоморфной бионической кисти, способный выполнять 9 хватов, необходимых для повседневной активности человека с ампутированной конечностью. Для выполнения этих хватов используются 3 микропривода, с помощью которых обеспечивается движение 5 пальцев кисти. Диаметр микропривода для управления первым пальцем – 10 мм (тяговая сила микропривода – 51,36 Н), для управления вторым пальцем – 8 мм (тяговая сила микропривода – 25,2 Н), а для управления пальцами с третьего по пятый – 10 мм (тяговая сила микропривода – 51,36 Н). Изготовленный прототип позволяет выдерживать уровень нагрузки 5 кг на один палец. Время полного закрытия или раскрытия хвата составляет 1,0 с. При этом уровень шума прототипа при выполнении хвата составляет 52 дБ. Для управления прототипом антропоморфной бионической кисти используются два ЭМГ-датчика с импедансом 48 кОм и 52 кОм, позволяющие регистрировать биоэлектрические потенциалы в диапазоне 0,35-750 мкВ с частотой пропускания 0-1 кГц. Система управления прототипом обеспечивает время отклика системы на управляющий биоэлектрический потенциал 0,4 с. Выбор желаемого хвата выполняется пользователем с помощью переключателя, а приведение и отведение большого пальца осуществляется с помощью кнопки-фиксатора. Полученные в рамках НИОКР результаты будут использованы в дальнейшем для изготовления опытного образца антропоморфной бионической кисти, а разработанные алгоритмы могут быть использованы для создания различных устройств с человек-машинным интерфейсом, управление которыми осуществляется с помощью мышечной активности человека. В рамках НИОКР был определен базовый функциональный набор хватов и установлено, что для его выполнения достаточно использовать 3 (Три) микропривода, что позволяет повысить функциональность устройства по сравнению с аналогами, в которых используется меньшее количество миркоприводов, и снизить конечную стоимость устройства по сравнению с аналогами, в которых используется большее количество микроприводов. Дальнейшее развитие объекта исследования в первую очередь может быть связано с разработкой более совершенных алгоритмов управления бионическими кистями, в частности, с разработкой алгоритмов с использованием методов машинного обучения. В рамках выполнения НИОКР было получено свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2024660648 от 08.05.2024 г. «Управление прототипом антропоморфной бионической кисти». Все установленные календарным планом задачи в рамках НИОКР были успешно выполнены. Полученный в рамках выполнения НИОКР прототип антропоморфной бионической кисти полностью соответствует заявленным в техническом задании параметрам.