Entwicklung einer durch myoelektrische Signale gesteuerte Computermaus

Entwicklung einer durch myoelektrische Signale gesteuerte Computermaus

Aufgabenstellung

Diese Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung einer Computermaus, die mit Muskelsignalen, sogenannten myoelektrischen Signalen gesteuert wird. Die Aufgabenstellung  ergibt sich aus der Tatsache, dass die Benutzung heute gängiger HID-konformer Geräte für Personen mit körperlichen Einschränkungen im Bereich der oberen Extremitäten ungeeignet oder gar unmöglich ist. Die Entwicklung der Computermaus beinhaltet die hardware- und softwaretechnische Umsetzung der Standardverfahren zur Aufnahme und Klassifizierung myoelektrischer Signale. Die Steuerung der Computermaus erfolgt auf der Grundlage von speziellen Handstellungen, die zunächst vom System anhand
von Trainingsdaten gelernt und anschließend der jeweiligen Mausfunktion zugeordnet werden.

Durchführung

Am Anfang dieser Arbeit werden die theoretischen Grundlagen zur Erfassung und Klassifizierung myoelektrischer Signale erklärt. Es folgt die Beschreibung der zur Entwicklung der Computermaus notwendige Hardware. Diese beinhaltet die Entwicklung der Sensoren zur Messung der Muskelsignale, die Beschreibung der gekauften und übernommenen Komponenten sowie die Zusammenführung der einzelnen Hardwarekomponenten zum Gesamtsystem Computermaus. Anschließend veranschaulicht diese Bachelorarbeit die Programmierung des Systems. Zur Realisierung der Mausfunktion kommt dabei das USBizi Mikrocontrollerboard der Firma GHI Electronics zum Einsatz. Es wird mit dem Microsoft .Net Micro Framework 3.0 in C# programmiert. Die Programme zur Einstellung der Computermaus sind in MatLab programmiert. Abschließend erfolgt die Beschreibung der in dieser Bachelorarbeit verwendeten Handstellungen, die Beschreibung der vorzunehmenden Systemeinstellungen für einen Nutzer sowie die Analyse der Funktionalität der Computermaus.

Fazit

Die vorliegende Arbeit zeigt, dass sich die Aufgabenstellung mit der verwendeten
Hardware und den in der Software realisierten Verfahrens- und Auswertungsmethoden prinzipiell erfolgreich lösen lässt. Die Auswertung der Funktionalität der Computermaus ergab, dass eine gezielte Steuerung der Maus über myoelektrische Signale möglich ist. Allerdings stellte sich heraus, dass einzelne spezielle Handstellungen vom System nur schwer zu erkennen sind. Diese Problematik wäre zum Beispiel in weiteren eingehenderen Untersuchungen oder wissenschaftlichen Studien zu untersuchen.
 

Anna-Karina Franke (Juli 2010)

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