Translingual Nörostimülatör: 10 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Bu proje Nova Scotia'dan Mark tarafından görevlendirildi. Parçaları 471,88 ABD dolarına mal oldu ve tasarlaması ve inşa etmesi 66,5 saat sürdü. Plastik kutulu yukarıdaki iki fotoğraf, Almanya'da bir arkadaş tarafından görevlendirilen cihazın ikinci (kapalı) yinelemesinden.

Eğer benim gibiyseniz, bu cihazla ilk karşılaşmanız, kör insanların düşük çözünürlüklü bir görüntüyü dillerindeki bir elektrot ızgarasında görüntüleyerek "görmek" için kullandıkları resimlerinin olduğu haber makalelerindeydi. Cihaz ayrıca çeşitli rehabilitasyon türlerinde uygulamalara sahiptir - "BrainPort" varyantı, vestibüler duyusal ikame yoluyla denge eksikliklerini tedavi etmek için kullanılabilir ve iddiaya göre, bir elektro-dokunsal dil stimülasyon cihazının (ilgili egzersizlerle birlikte, örneğin denge eğitimi) beni şaşırtan bazı nörolojik durumları iyileştirebilir. Ayrıca PoNS cihazının (dili uyaran, ancak dil yoluyla hiçbir bilgi göndermeyen) sahte bilim olduğuna ve insanların tıbbi durumlarını iyileştirme açısından hiçbir şey yapmadığına dair bazı raporlar duydum. Şu anda PoNS cihazının herhangi bir şey için yararlı olduğunu kesin olarak söylemek için yeterli araştırma yok ve PoNS cihazının ve onun gibi diğerlerinin etkinliğini iddia eden makaleler, cihaz üreticileri tarafından finanse edildi, bu nedenle her türlü şüphelidir. doğal çıkar çatışmaları. Ben, quicksilv3rflash, bu cihazın tıbbi etkinliği hakkında hiçbir iddiada bulunmuyorum, eğer isterseniz onu nasıl oluşturacağınız tam olarak budur.

Her neyse, tıbbi donanım klon projelerimde her zaman olduğu gibi, bulduğum ticari versiyonun kılavuzu saçma bir şekilde yüksek bir fiyat listeliyor - 5000 ABD Dolarından fazla, parçaların gerçek maliyeti göz önüne alındığında aşırı yüksek (2018-09 itibariyle 471,88 ABD Doları) -14). Bu teknolojinin, değişen ızgara çözünürlükleri ve maksimum çıkış özelliklerine sahip birçok farklı ticari tasarımı vardır (19v ile 50v arasında değişen maksimum çıkış voltajı gördüm, çıkış kabaca 1kOhm direnç ve 0.1uF DC bloke edici kapasitör üzerinden yönlendirilir). Bu, herhangi bir ticari versiyonun tam bir kopyası değildir; birkaç farklı ticari tasarımı taklit edecek şekilde tasarlanmıştır ve yetkilinin isteği üzerine tamamen yeni bir moda (El Becerisi eğitimi) sahiptir.

Adım 1: Çıkış Modları

Burada açıklanan cihazın üç çıkış modu vardır:

1. BrainPort denge emülatörü

BrainPort, önceki Dil Görüntüleme Birimi (TDU) temel alınarak geliştirilmiştir. Antrenman dengesi için BrainPort, 10x10 dilli elektrot ızgarasında 2x2 model görüntülemek için kullanılır. Dil elektrot ızgarasındaki desen, sanki yerçekimi ile hareket ettirilen fiziksel bir nesneymiş gibi hareket eder; kullanıcının kafası dik tutulursa, ızgaranın ortasında kalır. Kullanıcı öne doğru eğilirse kalıp, kullanıcının dilinin önüne doğru hareket eder ve kullanıcı sağa doğru eğilirse kalıp, kullanıcının dilinin sağ tarafına doğru hareket eder. Aynısı sola veya arkaya yaslanmak için de geçerlidir (desen, ızgaranın ortasından kullanıcının dilinin soluna veya arkasına doğru hareket edecektir).

2. PoNS öykünücüsü

BrainPort veya Dil Görüntüleme Biriminin aksine, PoNS çıkışı herhangi bir bilgi taşımaz ve harici bir sinyal ile modüle edilemez. Önceki bağlantıdaki makaleyi başka bir deyişle, araştırmacılar BrainPort ile yapılan denge eğitiminin, cihaz ağızdan çıkarıldıktan aylar sonra bile performansı iyileştirdiğini bulduktan sonra, elektro-dokunsal uyarının kendisinin, bilgi verilmese bile, bir şekilde nörorehabilitasyona yardımcı olabileceğinden şüphelendiler. dil ekranı. PoNS cihazının ilk versiyonu, burada açıklanan cihaz gibi bir kare elektrot ızgarasına sahipti, ancak PoNS cihazının sonraki versiyonlarının (2011'de sürüm 2'den başlayarak) kare çıkış elektrot ızgarasına sahip olmadığını, oldukça belirsiz bir hilal kullanan bir kare çıkış elektrot ızgarasına sahip olduğunu belirtmekte fayda var. -Dilin ön kısmına oturan ve 144 elektrotlu ay şeklinde olan. Lütfen bu Talimatın yazarının PoNS cihazının gerçekten yararlı bir şey yaptığını güvenle belirtemeyeceğini unutmayın.

3. Beceri modu

Komiser tarafından özel olarak talep edilen el becerisi modu, sağ eldeki her parmağın birinci ve ikinci boğumlarının bükülmesini takip eder. El bükülmemişse, dilin ön tarafında on aktif elektrot görüntülenir, her aktif elektrot bir eklemi temsil eder. Eklemler büküldükçe, karşılık gelen aktif elektrotlar dilin önünden arkasına doğru hareket eder ve kullanıcının el pozisyonunu tanımlayan elektro-dokunsal geri bildirim sağlar.

Adım 2: Parça Listesi

[Toplam maliyet: 2018-09-14 itibariyle $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 kablolar dişi-dişi, 40 tel/kablo

5x Dil elektrot ızgara devre kartları

5x Çıkış sürücüsü devre kartları

2x Arduino uno

2x XL6009 Boost modülleri

1x 6AA tutucu

1x 9v pil klipsi

1x Güç anahtarı

1x VMA203 tuş takımı/ekran

1x İvmeölçer, ADXL335 modülü

10x Flex sensörleri, spektrum sembolü flex 2.2"

50ft. 24 AWG tel

2x Eldiven (yalnızca çift olarak satılır)

Adım 3: Devre Kartları

Seeed Studio FusionPCB aracılığıyla devre kartları sipariş ettim. Bu adımda yer alan.zip dosyaları gerekli gerber dosyalarıdır. Sürücü kartları, Seeed'in varsayılan ayarlarıyla yapılabilir, ancak dilli elektrot ızgarası daha yüksek hassasiyet (5/5 mil boşluk) ve altın kaplama (ENIG - daha uzun süre dayanmasını istiyorsanız bunun yerine sert altın elde edebilirsiniz) gerektirir. fazladan 200 dolarınız var). Ayrıca, en ince devre kartı seçeneği olan 0,6 mm ile üretilen dil elektrot ızgarasını da biraz esnek hale getirdim.

Esnek poliimid devre kartlarının yüksek maliyeti nedeniyle, bu prototip için sert bir kart kullanmayı tercih ettik. Bu cihazın poliimid üzerinde üretilmesini isteyen bu talimatları okuyan diğer kişiler, Seeedstudio'nun esnek PCB'de sağlayamayacağı 5mil iz / 5mil boşluk gerekli hassasiyeti akılda tutmalıdır. Seeed'in poliimid için kullandığı 6mil/6mil işleminde imal edilmesinden -muhtemelen- kurtulabilirsiniz, ancak bazı panoların kusurlu olmasını bekleyebilirsiniz ve her birini inceleyin / test edin. Ayrıca, en son kontrol ettiğimde, esnek poliimid levhaların maliyeti yaklaşık 320 dolar.

Dil elektrot panolarını aldıktan sonra fazla malzemeyi kesmeniz gerekir. Aşındırıcı kesme diskli bir dremel klonu kullandım.

Adım 4: Çıkış Sürücüsü Arduino

Arduino çıkış sürücüsü, Arduino çerçeve üretecinden gelen seri girişe dayalı olarak elektrotları sürmek için çıkış devre kartlarını kontrol eder. Çıkışların yarısının diğerlerinin ters çevrilmiş bir görüntüsü olarak takıldığını unutmayın, bu nedenle çıkış sürücüsü kodunun bunu hesaba katması biraz garip.

Adım 5: Çerçeve Oluşturucu Arduino

Çerçeve üreteci Arduino, konum algılayıcı eldivenden ve ivmeölçerden veri alır ve bunu, sonuçta dil ekranını kontrol edecek olan çıkış çerçevesi verisine dönüştürür. Çerçeve üreteci Arduino'da ayrıca VMA203 Tuş Takımı/düğme modülü takılıdır ve cihazın kullanıcı arayüzünü kontrol eder. Arduino çerçeve üreteci içindeki sürücü kodu, geniş ölçüde değişen bireysel esnek sensörlerin ve ivmeölçerin çıktılarına dayanan sihirli sayılarla (kodda açıklama yapılmadan kullanılan değişmez değerler) doludur.

Adım 6: Sensör Çoklayıcı Devresi

Analog girişlerden daha fazla analog sensörüm var, bu yüzden bir çoklayıcı kullanmam gerekiyordu.

Adım 7: Çıkış Sürücü Devresi

Buraya.pdf olarak eklenmiştir, çünkü aksi takdirde Instructables onu o kadar sıkıştırır ki okunamaz hale gelir.

Adım 8: Sistem Düzeni

Not: Hem BrainPort hem de PoNS cihazları aynı anda birden fazla elektrotu etkinleştirir. Burada kablolu ve kodlanmış olduğu gibi, bu cihaz bir seferde yalnızca bir elektrotu etkinleştirir. Her çıkış devre kartının ayrı çip seçme ve çıkış etkinleştirme hatları vardır, bu yüzden bu tasarım aynı anda birden fazla elektrotu etkinleştirmek için kurulabilir, ben sadece bunun için kablolama yapmadım.

9. Adım: Esnek Sensör Eldiveni Hazırlama

Esnek sensörlerin pimleri çok kırılgandır ve kolayca yırtılır. Esnek sensörlerin açıkta kalan yüzeyi de kısa devrelere karşı hassastır. Kabloları esnek sensörlere lehimledim ve sonra bağlantı noktalarını hasardan korumak için sıcak tutkalla tamamen çevreledim. Esnek sensörler daha sonra her sensörün ortası fleksiyonu ölçülecek olan mafsalın karşısına gelecek şekilde bir eldivene takıldı. Doğal olarak, bunun ticari versiyonu 10.000 dolardan fazla satılmaktadır.

Adım 10: Fiziksel Montaj

Sürücü devre kartlarından dil elektrot ızgarasına giden yüzlerce kablo çok sayıda olduğundan, bir bütün olarak nispeten esnek değillerdir. Bu cihazla dengeyi eğitmek için dil elektrot ızgarasını yerinde tutarken başınızı serbestçe hareket ettirebilmeniz gerekir. dil üzerinde. Bu nedenlerden dolayı sürücü devre kartlarını bir kaska monte etmek en mantıklısıydı.