智慧型中風病人復健輔具系統研究-子計畫三：機構輔具開發

本子計畫三之目標在於完成一組穿戴式復健輔具，分為硬體與軟體兩大部分，硬體方面為機構、控制器與電路設計，軟體方面則為控制演算法的設計。硬體方面，機構部分使用SolidWorks來建構穿戴式復健輔具之模型，而採用ANSYS分析各部分物件受力情況並進行修正且改良。材料部份選用能達到高肌肉強度和可伸縮性的液壓放大自修復靜電致動器(Hydraulically amplified self-healing electrostatic, HASEL actuators)來製作人工肌肉，此材料受到電損具有自行修復的能力，使穿戴式復健輔具能夠達到輕量且高適應性，無須仰賴其他較為厚重的剛性架構；電路部分使用德州儀器的DSP系列做為控制核心，搭配自行設計之電路板，並以電池做為動力來源，配合高壓放大器，驅動穿戴式復健輔具，並使用DAQ訊號擷取電流訊號，以計算電極之電容值。軟體方面，本計畫擬利用Python程式語言進行撰寫，並採用適應性類神經網路模糊推論系統(Adaptive Network-Based Fuzzy Inference System, ANFIS)訓練HASEL驅動電壓、電容及機構角度之關係之data driven模型，當利用HASEL人工肌肉進行人體肢體復健時，利用該data driven模型將電容值轉成角度之回饋訊號，以進行人體肢體之復健運動控制。此計畫之研究期許能將軟硬體整合，實際進行實驗並根據測試結果進行改良，最終達到實用化、舒適化和人性化並符合輔助使用者的復健及生活需求。