Controlling a virtual forehand prosthesis using an adaptive and affective Human-Machine Interface

Abstract

Abstract-This paper presents the design of an adaptable Human-Machine Interface (HMI) for controlling virtual forearm prosthesis. Direct physical performance measures (obtained score and completion time) for the requested tasks were calculated. Furthermore, bioelectric signals from the forehead were recorded using one pair of electrodes placed on the frontal region of the subject head to extract the mental (affective) measures while performing the tasks. By employing the proposed algorithm and above measures, the proposed HMI can adapt itself to the subject's mental states, thus improving the usability of the interface. The quantitative results from 15 subjects show that the proposed HMI achieved better physical performance measures in comparison to a conventional non-adaptive myoelectric controller (p < 0.001).

Innovaciones en sistemas e interfaces humano-máquina: aplicación a las tecnologías de rehabilitación

“…Esta plataforma, que se presentará más adelante, incorpora diferentes herramientas y juegos controlados con señales bioeléctricas procedentes de los músculos, es muy escalable y permite adaptaciones de cualquier sistema actuador que se desee. Otros sistemas permiten el control de sistemas virtuales combinando las señales procedentes de los músculos con otras procedentes de la parte frontal del cerebro, electroencefalográficas (EEG), [137] y [138]. El objetivo del uso de las señales EEG es obtener una realimentación afectiva del usuario para mejorar el control del entorno virtual adaptándolo a diferentes estados mentales del sujeto.…”