Design de sinergias adaptativas e de sistemas de parâmetros de entrada para o controlo de uma mão prostética sub atuada

Abstract

Esta dissertação estuda e projeta sinergias adaptativas para que uma mão robótica, a ISR-Softhand consiga agarrar o maior número de objetos possível. A ISR-Softhand é um protótipo de uma mão robótica antropomórfi ca sub-atuada complacente, com articulações elásticas, para aplicações prostéticas. A complacência incluída nas articulações dos dedos, promove uma boa adaptabilidade da mão ao agarrar um vasto número de objetos com apenas três atuadores. Deste modo, é pretendido criar o mínimo de sinergias adaptativas que consigam agarrar o máximo de objetos possível. Neste trabalho a mão robótica foi proposta a imitar uma lista de 33 preensões utilizadas no dia a dia, tendo as preensões realizáveis sido agrupadas em cinco grupos e consequentemente criadas cinco sinergias adaptativas e respetivos parâmetros de entrada para cada um dos grupos, respetivamente. Além do projeto das sinergias adaptativas, foram ainda tiradas conclusões sobre a relação entre a complacência da mão e a simplicidade dos sistemas de controlo. Por fim, foi feita uma análise visando o projecto de uma mão mais simples, com um número reduzido de atuadores e sinergias, sem que a funcionalidade da mão seja afetada, com o objetivo da aplicação de elétrodos de Eletromiografi a (EMG) para o futuro controlo da prótese robótica.

This dissertation focuses on the test and design of grasping synergies for the ISRSofthand to perform the maximum number of di erent grasps. ISR-Softhand is an anthropomorphic hand with embedded compliant elements and elastic joints for prosthesis applications. The embedded compliance in the joints of the ngers enables a good adaptability of the hand for grasping a wide range of objects with only 3 actuators. Thus, the aim is to design a minimum number of synergies to perform a maximum number of grasps. Experiments were made with the ISR-Softhand in order to imitate a list of 33 grasps which are being performed by humans in daily tasks, and based on the results the grasps were categorized into 5 groups and synergies and system inputs were designed for each group. In addition, after the design of the adaptive synergies for the ISR-Softhand, important conclusions were obtained regarding how the integrated compliance helps in a less complex control system. A further analysis also suggested a simpler hand with reduced number of actuators and synergies, without signi cantly decreasing the hand's functionality, with the objective of implementation of electromyography electrodes for the control of the prosthetic hand.