基于肘关节骨骼肌模型的人机交接口设计与实现开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

人机交互技术近年来发展迅速，其目标是使人与机器之间能够更加自然、高效地进行信息传递和控制。

传统的人机交互方式主要依赖于键盘、鼠标等外部设备，存在着操作不便、信息传递效率低等问题。

随着生物医学、传感器技术、人工智能等领域的快速发展，基于生物信号的人机交互方式逐渐成为研究热点，为残疾人辅助康复、人机协作、虚拟现实等领域带来了新的可能性。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，人机交互技术发展迅速，基于生物信号的人机交互方式更是成为研究热点。

其中，表面肌电信号(semg)因其无创、易获取等优点，被广泛应用于运动意图识别和人机交互控制领域。

国内外学者在基于semg的人机交互方面开展了大量研究，并取得了显著成果。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本课题主要内容包括以下几个方面：
1.肘关节生物力学分析:对肘关节的解剖结构、运动学和动力学进行分析，为后续骨骼肌模型的建立提供理论基础。

2.肘关节骨骼肌模型构建:选择合适的肌肉模型，并利用实验数据或仿真软件对模型参数进行优化，构建一个能够准确模拟肘关节运动和肌肉活动状态的骨骼肌模型。

4. 研究的方法与步骤

本课题将采用理论分析、实验研究和仿真验证相结合的方法，逐步开展研究工作。

首先，进行肘关节生物力学分析，通过查阅文献、解剖图谱等方式，了解肘关节的解剖结构、运动范围、肌肉分布等信息，并利用相关软件进行运动学和动力学仿真，为骨骼肌模型的建立奠定基础。

其次，构建肘关节骨骼肌模型。

5. 研究的创新点

本课题的创新点主要体现在以下几个方面：
1.将骨骼肌模型应用于人机交互接口设计，实现基于肌肉活动状态的自然、直观控制，提升人机交互体验。

2.结合生物力学分析和实验数据，构建高精度、个性化的肘关节骨骼肌模型，提高运动意图识别准确性和鲁棒性。

3.探索基于骨骼肌模型的人机交互控制策略，实现对外部设备的精细、灵活控制，扩展应用范围。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1.王立峰,谢光辉,李晓静,等.基于表面肌电信号的人机交互控制方法研究综述[j].自动化学报,2021,47(12):2761-2777.

2.王立峰,徐龙祥,李晓静,等.面向人机交互的肌电信号处理与识别关键技术研究[j].控制理论与应用,2021,38(06):769-781.

3.张秀丽,李志刚,徐鉴.基于表面肌电信号的手势识别研究综述[j].电子学报,2020,48(06):1274-1286.