Studio e validazione sperimentale del controllo con reti neurali di esoscheletri robotici mediante sEMG

Il presente lavoro nasce dalla esigenza di fornire nuovi metodi di riabilitazione rispetto alle terapie di riabilitazione tradizionale, attraverso l’utilizzo di sistemi esoscheletrici robotici indossabili, capaci di far eseguire al paziente movimenti altamente ripetibili e fornire al terapista degli indici di miglioramento più oggettivi. Il controllo del sistema esoscheletrico robotico viene eseguito con reti neurali e mediante i segnali elettromiografici di superficie (sEMG) dei gruppi muscolari interessati, rilevabili durante le contrazioni muscolari. Nella prima parte del lavoro è stato effettuato lo studio dei segnali elettromiografici di superficie (sEMG) dei gruppi muscolari interessati dai movimenti dell’arto superiore lungo il piano sagittale; son stati acquisiti i dataset utili per l’identificazione della relazione dinamica non lineare tra i segnali sEMG e le coppie articolari (di spalla e gomito); è stato eseguito l’addestramento ed ottimizzazione della struttura delle reti neurali artificiali, utili per l’identificazione model-free della relazione tra sEMG e coppie articolari ed infine son state valutate le prestazioni del sistema di predizione. Nella seconda parte del lavoro, il sistema di predizione basato sulle reti neurali è stato utilizzato per la stima delle posizioni dei giunti del sistema esoscheletrico L-Exos ed integrato nel sistema di controllo in posizione. È stato inoltre eseguito uno studio di validazione sperimentale del controllo on-line del sistema L-Exos