Аналітичний огляд актуаторів і адаптивного керування в біонічних протезах верхніх кінцівок

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.18372/2073-4751.81.20122

Ключові слова:

біонічні протези, актуатори, електроміографія (EMG), електроенцефалографія (EEG), PID-регулятор, електроактивні полімери, сплави з пам’яттю форми, машинне навчання, інтерфейс людина-машина, керування протезами

Анотація

У статті розглядаються сучасні типи актуаторів, що застосовуються в біонічних протезах верхніх кінцівок, з акцентом на їхню класифікацію, технічні характеристики, переваги та обмеження. Здійснено порівняльний аналіз пневматичних, гідравлічних, електричних, а також інноваційних електромеханічних актуаторів на основі розумних матеріалів. Окрему увагу приділено системам керування актуаторами: від класичних методів, зокрема PID-регуляторів, до сучасних підходів з використанням нейронних мереж, машинного навчання та адаптивних алгоритмів. Розглянуто інтерфейси «людина-протез» та виклики, пов’язані з шумами в біологічних сигналах і необхідністю індивідуальної адаптації системи керування до користувача. Матеріал має практичне значення для інженерів і дослідників, які займаються розробкою біонічних протезів нового покоління.

Посилання

Pneumatic Actuators Explained. URL: https://www.festo.com.

Merritt H. E. Hydraulic Control Systems. Wiley, 2018.

Uddin M. N. et al. Smart Actuation and Sensing Systems – Recent Advances. IntechOpen, 2016.

Ogata K. Modern Control Engineering. 5th ed. Boston : Prentice Hall, 2009. 912 p.

LUKE Arm (DEKA Arm). URL: https://www.mobiusbionics.com.

What is an Actuator? URL: https://realpars.com/actuator/.

Surgical Robotics: Current Applications. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov.

Farina D. et al. The Extraction of Neural Information from the Surface EMG for the Control of Upper-Limb Prostheses. IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng. 2014. Vol. 22(4). P. 797–809.

Actuator Challenges in Robotics. URL: https://www.roboticstomorrow.com/article/2022/09/overcoming-actuator-limitations-in-robotics/19459.

Біонічний протез руки: які вони бувають. URL: https://protezhub.com/blog/bionichnyy-protez-ruky-yaki-vony-buvayut.

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-06-01

Як цитувати

Авагян, А., Пантєєв, Р., & Яновський, Ф. (2025). Аналітичний огляд актуаторів і адаптивного керування в біонічних протезах верхніх кінцівок. Проблеми iнформатизацiї та управлiння, 1(81), 14–22. https://doi.org/10.18372/2073-4751.81.20122

Номер

Том 1 № 81 (2025)

Розділ

Статті

Ліцензія

Науковий журнал дотримується принципів відкритого доступу (Open Access) та забезпечує вільний, негайний і постійний доступ до всіх опублікованих матеріалів без фінансових, технічних або юридичних обмежень для читачів.

Усі статті публікуються у відкритому доступі відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).

Авторські права

Автори, які публікують свої роботи в журналі:

  • зберігають за собою авторські права на свої публікації;

  • надають журналу право на перше опублікування статті;

  • погоджуються на поширення матеріалів за ліцензією CC BY 4.0;

  • мають право повторно використовувати, архівувати та поширювати свої роботи (у тому числі в інституційних та тематичних репозитаріях) за умови посилання на первинну публікацію в журналі.