lunduniversity.lu.se

Biomedical Engineering

Faculty of Engineering, LTH

Denna sida på svenska This page in English

Upper limb prosthetics

Are you interested in a Masters thesis about how to control a hand prosthesis? Or perhaps how a person with an amputation can feel his or her surroundings with their prostesis? Or how to build a hand artifial limb using 3D printing?

Below is given a selection of projects in this area, but there is also a possibility to come up with your own idea in the same area. Please contact Christian Antfolk for any inquiries or questions.

Projekt 1: Robust styrning av en handprotes med elektromyogram, accelerometrar och gyros.

Avancerade handproteser som i teorin nästan kan styras som en riktig hand är inte längre en utopi. Dessa finns redan på marknaden men de styrs fortfarande på samma sätt som för 60 år sedan. En av orsakerna till att mera avancerade algoritmer inte har tagit sig från labb-bänken till att bli implementerade i moderna proteser är att de inte funkar i verkliga situationer. I detta projekt kommer maskininlärningsalgoritmer var man kombinerar elektromyogram med accelerometer och gyro data att undersökas för att man på sikt ska kunna ta steget från labbet till att ha ett robust styrsätt som medför att amputerade ska kunna ha maximal nytta av en avancerad handprotes. Programmering kommer att ske i LabVIEW och Matlab.


Projekt 2: ”Multi-label” klassificiering av fingerrörelser.

I detta projekt kommer olika maskininlärningsalgoritmer att testas för att utvärdera hur väl dessa kan kategorisera handrörelser utöver träningsetet. Man utgår från multikanals-elektromyogram som spelas in synkront med utförda finger och hand-rörelser. I projektet kommer man att få spela in signaler och utveckla algoritmer i Matlab eller LabVIEW.


Projekt 3: Känselåterkopplingsenhet baserad på modifierade servomotorer.

Dagen handproteser har inga möjligheter att ge användaren känselåterkoppling. Detta projekt kommer att utveckla en ”känselåterkopplingsenhet” som baseras på modifierade servomotorer. Projektet kommer att medföra en del elektronikutveckling, Arduino-programmering och användande av 3-D printer.


Projekt 4: Elektronisk hud för handproteser.

En del i att ge amputerade ”känsel” är att ha sensorer i proteshanden. För att genomföra detta krävs utveckling av sensorer inbakade i ett material som kan tänjas. I detta projekt kommer tryck- och töjsensorer att bakas in i PDMS eller silikon. Dessa sensorer kommer att karakteriseras för att utvärdera hur väl en denna implementation skulle fungera i riktiga proteser.


Projekt 5: Funktionell handprotes gjord med 3D-skrivare.

Design av en funktionell handprotes i lämpligt CAD-verktyg (t.ex. Autodesk Fusion 360). Kan vara en motoriserad eller ”body-powered” protes. Protesen kommer sedan att skrivas ut med en 3-D printer och tekniken för att göra proteser med 3-D skrivare kommer att utvärderas. 


Projekt 6: Känselhandsken : att ersätta ett sinne med ett annnat

Syn- och hörselskadade använder andra sinnen för att kompensera för bortfallet av intryck från det saknade sinnet. Forskning har visat att alla sinnen samverkar mycket mera än vi tidigare känt till, och det finns t o m områden i hjärnan som kan extrahera information från ett sinne och utnyttja den för en annan sinnesfunktion.

Ett sätt att skapa en sådan interaktion och som har visat sig ha god effekt vid träning efter nervskador är det s k Sensor Glove System (känselhandsken), som inducerar en audio-taktil interaktion i hjärnan. Det är en handske med inbyggda små mikrofoner i fingertopparna som fångar upp det friktionljud som genereras när fingertopparna förs över ytor.  

Känselhandsken togs fram vid Handkirurgiska kliniken I Malmö för ca 20 år sedan i samarbete med ett företag (PI Medical) och har funnits i form av ett antal prototyper sedan dess. Konceptet har prövats i vetenskapliga studier och visat sig framgångsrikt.

Känselhandsken har inte kommercialiserats och idag är designen inte “up to date” varken tekniskt eller estetiskt. Det finns behov av en mera slimmad och trådlös lösning och en mera estetisk produkt som är attraktiv för en ung person att träna med under flera timmar dagligen under flera månader. Har kunde man tänka sej ringar  istället för handske, microfoner på naglarna, elektroniken i mobilen eller i ett armband.

Contact information

Please contact Christian Antfolk for further inquiries regarding thesis projects in prosthetics and sensor technology.