Translingualinis neurostimuliatorius: 10 žingsnių

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Šį projektą užsakė Markas iš Naujosios Škotijos. Jis kainavo 471,88 USD dalimis, o suprojektuoti ir pagaminti prireikė 66,5 valandos. Dvi nuotraukos aukščiau su plastikine dėžute yra iš antrosios (pridedamos) prietaiso iteracijos, kurią užsakė bendradarbis Vokietijoje.

Jei esate panašus į mane, pirmą kartą su šiuo prietaisu susidūrėte naujienų straipsniuose, kuriuose buvo aklų žmonių nuotraukų, naudojančių jį „matyti“mažos skiriamosios gebos vaizdą, rodant jį ant liežuvio elektrodų tinklelio. Prietaisas taip pat gali būti naudojamas įvairiose reabilitacijos srityse - „BrainPort“variantas gali būti naudojamas pusiausvyros sutrikimams gydyti per vestibuliarinį jutiminį pakeitimą ir tariamai tiesiog siunčiant impulsus per kiekvieną elektrotaktinio liežuvio stimuliavimo prietaiso elektrodą (kartu su atitinkamais pratimais, pvz. pusiausvyros treniruotės) gali pagerinti kai kurias neurologines sąlygas, kurios mane glumina. Taip pat girdėjau kai kuriuos pranešimus, kad „PoNS“prietaisas (kuris stimuliuoja liežuvį, bet nesiunčia jokios informacijos) yra pseudomokslas ir nieko nedaro žmonių sveikatos būklės gerinimo požiūriu. Šiuo metu nėra pakankamai tyrimų, kad būtų galima tvirtai pasakyti, kad „PoNS“įrenginys yra naudingas bet kokiam tikslui, o dokumentus, kuriuose teigiama apie „PoNS“ir kitų panašių įrenginių efektyvumą, finansavo įrenginių gamintojai, o tai yra įtartina dėl būdingi interesų konfliktai. Aš, quicksilv3rflash, nereiškiu jokių pretenzijų dėl šio prietaiso medicininio veiksmingumo, tai tik kaip jį sukurti, jei norite.

Bet kokiu atveju, kaip visada mano medicininės aparatūros klonų projektų atveju, mano rastos komercinės versijos vadove nurodyta absurdiškai didelė kaina-daugiau nei 5000 USD, kuri yra per didelė, atsižvelgiant į faktinę dalių kainą (471,88 USD nuo 2018-09 -14). Yra daug įvairių šios technologijos komercinių konstrukcijų, turinčių skirtingą tinklelio skiriamąją gebą ir maksimalias išvesties specifikacijas (mačiau, kad išėjimo įtampos maksimumas svyruoja nuo 19 V iki 50 V, o išėjimas tada nukreipiamas per maždaug 1 kOhm rezistorių ir 0,1 uF nuolatinės srovės blokavimo kondensatorių). Tai nėra tiksli vienos komercinės versijos kopija; jis sukurtas imituoti kelis skirtingus komercinius dizainus, o komisaro prašymu turi visiškai naują režimą (miklumo mokymas).

1 žingsnis: išvesties režimai

Čia aprašytas įrenginys turi tris išvesties režimus:

1. „BrainPort“balanso emuliatorius

„BrainPort“buvo sukurtas remiantis ankstesniu liežuvio rodymo bloku (TDU). Treniruočių pusiausvyrai „BrainPort“naudojamas 2x2 modeliui rodyti ant 10x10 liežuvio elektrodų tinklelio. Raštas ant liežuvio elektrodų tinklelio veikia šiek tiek taip, tarsi tai būtų fizinis objektas, kurį perkelia gravitacija; jis išlieka tinklelio centre, jei vartotojo galva laikoma tiesiai. Jei vartotojas pasilenkia į priekį, raštas juda vartotojo liežuvio priekio link, o jei vartotojas pasilenkia į dešinę, modelis juda link dešinės vartotojo liežuvio pusės. Tas pats pasakytina ir apie pasvirimą į kairę arba atgal (raštas judės nuo tinklelio centro link vartotojo liežuvio kairės arba užpakalinės dalies).

2. PoNS emuliatorius

Skirtingai nei „BrainPort“arba „Tongue Display Unit“, „PoNS“išvestis neperduoda jokios informacijos ir negali būti moduliuojama išoriniu signalu. Perfrazuojant ankstesnėje nuorodoje pateiktą straipsnį, mokslininkai nustatė, kad pusiausvyros treniruotės su „BrainPort“pagerino našumą net kelis mėnesius po to, kai prietaisas buvo pašalintas iš burnos, jie įtarė, kad elektrotaktilinė stimuliacija gali kažkaip palengvinti neuroreabilitaciją, net ir nepateikus informacijos. liežuvio rodymas. Pirmojoje „PoNS“įrenginio versijoje buvo kvadratinis elektrodų tinklelis, kaip čia aprašytas įrenginys, tačiau verta paminėti, kad vėlesnės „PoNS“įrenginio versijos (pradedant nuo 2 versijos 2011 m.) Neturi kvadratinio išėjimo elektrodų tinklelio, naudojant gana miglotą pusmėnulį Mėnulio formos, kuri tinka išilgai liežuvio ir turi 144 elektrodus. Atminkite, kad šios instrukcijos autorius negali užtikrintai teigti, kad „PoNS“įrenginys iš tikrųjų daro ką nors naudingo.

3. Vikrumo režimas

Specialiai paprašytas komisaro, miklumo režimas seka kiekvieno piršto pirmosios ir antrosios pirštų lenkimą dešinėje rankoje. Dešimt aktyvių elektrodų rodomi palei liežuvio priekį, jei ranka yra nelankstoma, kiekvienas aktyvus elektrodas atitinka jungtį. Kai sąnariai yra sulenkti, atitinkami aktyvūs elektrodai juda iš priekio į liežuvio galą ir suteikia elektrotaktinį grįžtamąjį ryšį, apibūdinantį vartotojo rankos padėtį.

2 žingsnis: dalių sąrašas

[Bendra kaina: 471,88 USD 2018-09-14]

10x 47K omų 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 juostiniai kabeliai nuo moterų iki 40, 40 laidų/kabelis

5x liežuvio elektrodų tinklelio plokštės

5x išvesties tvarkyklės plokštės

2x „Arduino uno“

2x XL6009 „Boost“moduliai

1x 6AA laikiklis

1x 9v akumuliatoriaus spaustukas

1x maitinimo jungiklis

1x VMA203 klaviatūra/ekranas

1x akselerometras, ADXL335 modulis

10x „Flex“jutikliai, spektro simbolis „flex 2.2“

50 pėdų. 24 AWG viela

2x pirštinės (parduodamos tik poromis)

3 žingsnis: grandinės plokštės

Aš užsisakiau plokštes per Seeed Studio FusionPCB. Į šį veiksmą įtraukti.zip failai yra būtini „Gerber“failai. Vairuotojo plokštės gali būti pagamintos naudojant „Seeed“numatytuosius nustatymus, tačiau liežuvio elektrodų tinklelis reikalauja didesnio tikslumo (5/5 milimetrų atstumo) ir padengimo auksu (ENIG - nors galite gauti kietą auksą, jei norite, kad jie tarnautų ilgiau ir jei jūs turite papildomus 200 USD). Aš taip pat gavau liežuvio elektrodų tinklelį, pagamintą naudojant ploniausią 0,6 mm plokštės variantą, todėl jis yra šiek tiek lankstus.

Dėl didelių lanksčių poliimido plokščių išlaidų šiam prototipui pasirinkome naudoti standžią plokštę. Kiti, skaitantys šias instrukcijas ir norintys, kad šis prietaisas būtų pagamintas iš poliimido, turėtų turėti omenyje, kad reikalingas tikslumas yra 5 mililitrai pėdsakų / 5 milimetrai klirenso, kurio „Seeedstudio“nepateiks lanksčiojoje PCB. Galite, greičiausiai, išsisukti, jei jis bus pagamintas 6 mililitrų / 6 mililitrų procese. Matomas polimido panaudojimo būdas, tačiau tikėkitės, kad kai kurios plokštės bus sugedusios, ir išnagrinėkite / išbandykite kiekvieną. Be to, lanksčių poliimido plokščių paleidimas kainuoja apie 320 USD, paskutinį kartą aš patikrinau.

Gavę liežuvio elektrodų plokštes, turėsite nupjauti medžiagos perteklių. Aš naudojau dremel kloną su abrazyviniu nupjovimo disku.

4 žingsnis: išveskite tvarkyklę „Arduino“

Išvesties tvarkyklė „Arduino“valdo išvesties grandinės plokštes, kad valdytų elektrodus, remdamasi serijiniu įėjimu iš rėmo generatoriaus „Arduino“. Atminkite, kad pusė išėjimų yra prijungti kaip apverstas kitų vaizdas, todėl išvesties tvarkyklės kodas yra šiek tiek keistas į tai atsižvelgti.

5 žingsnis: „Arduino“kadrų generatorius

Rėmelių generatorius „Arduino“paima duomenis iš padėties jutimo pirštinės ir akselerometro ir paverčia juos išvesties kadro duomenimis, kurie galiausiai valdys liežuvio ekraną. Rėmo generatorius „Arduino“taip pat turi prijungtą klaviatūros/mygtuko modulį VMA203 ir valdo įrenginio vartotojo sąsają. Rėmelių generatoriaus „Arduino“tvarkyklės kodas yra kupinas stebuklingų skaičių (pažodinės reikšmės, naudojamos be kodo paaiškinimo), pagrįstų atskirų lanksčių jutiklių išėjimais - kurie labai skiriasi - ir akselerometru.

6 žingsnis: jutiklio multipleksoriaus grandinė

Turiu daugiau analoginių jutiklių nei analoginių įėjimų, todėl reikėjo naudoti multiplekserį.

7 žingsnis: išvesties tvarkyklės grandinė

Pridedamas čia kaip.pdf, nes priešingu atveju „Instructables“jį suspaus tiek, kad jis taptų neįskaitomas.

8 žingsnis: sistemos išdėstymas

Pastaba: „BrainPort“ir „PoNS“įrenginiai vienu metu aktyvuoja kelis elektrodus. Šis laidinis ir koduotas įrenginys vienu metu aktyvuoja tik vieną elektrodą. Kiekviena išvesties plokštė turi atskiras mikroschemų pasirinkimo ir išvesties įjungimo linijas, todėl šią konstrukciją _galima_ nustatyti taip, kad vienu metu būtų suaktyvinti keli elektrodai, aš tiesiog neprijungiau to daryti.

9 žingsnis: „Flex“jutiklio pirštinės paruošimas

Lanksčių jutiklių kaiščiai yra labai trapūs ir lengvai nuplėšiami. Atviras lankstumo jutiklių paviršius taip pat yra jautrus trumpam jungimui. Lituodavau laidus prie lankstumo jutiklių, tada visiškai apsupdavau sankryžas karštais klijais, kad apsaugotų juos nuo pažeidimų. Tada lankstumo jutikliai buvo pritvirtinti prie pirštinės, o kiekvieno jutiklio vidurys buvo uždėtas ant rankos, kurios lenkimas turėjo būti matuojamas. Natūralu, kad komercinė versija parduodama už daugiau nei 10 000 USD.

10 žingsnis: fizinis surinkimas

Kadangi šimtas laidų nuo vairuotojo grandinės plokščių iki liežuvio elektrodų tinklelio yra labai daug, jie tampa palyginti nelankstūs kaip agregatas. Norėdami išmokti subalansuoti šį prietaisą, turite turėti galimybę laisvai judinti galvą, išlaikydami liežuvio elektrodų tinklelį. ant liežuvio. Dėl šių priežasčių logiškiausia vairuotojo grandines pritvirtinti prie šalmo.