基于現代信息技術的殘疾人輔助執行系統探析

孫天昊

摘 要：近年來，隨著現代信息技術的不斷發展，人們的生活方式發生了巨大的改變，其中就包括其在殘疾人康復領域的應用，如殘疾人輔助執行系統。本文以在現代信息技術支持下的殘疾人輔助執行系統為研究對象，在介紹其技術實現原理的同時，對這一技術在實際應用中的問題加以分析，從而使人們能夠更加深刻地意識到現代信息技術對人類生活的影響，以及未來殘疾人康復領域的發展趨勢。

關鍵詞：現代信息技術 殘疾人 輔助執行系統

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）09（a）-0017-02

大多數殘疾人由于身體機能受損，導致其行為無法與正常人相比，尤其是對于一些存在肢體殘疾的人來說，他們的生活受到了嚴重影響。現代信息技術在醫學領域的滲透，為殘疾人康復工作帶來了福音，現代信息技術與生物學技術的有效結合，可以在一定程度上解決肢體殘疾人員的行動問題。

1 輔助執行系統概述

輔助執行系統，其原理是感知人體生物電信號，通過對生物電信號的正確分析，從而明確大腦所發送的行為信息指令，繼而將生物電信號轉換成控制輔助執行系統工作的電信號。為此，輔助執行系統應當具有生物電信號傳感器、模數轉換電路、中央計算機、執行機構、反饋控制電路等。

2 輔助執行系統的信息識別

在高中生物的學習過程中我們了解到，人的大腦對肢體的控制是通過生物電信號的傳輸來實現的，這種生物電信號在細胞之間通過細胞間質進行傳播，因此，研究人員通過檢測大腦生物電信號的方法，來確認大腦指令的具體內容。所以，這里需要用到生物電信號傳感器，捕獲不同類型的微弱的生物電信號，并將其轉化成為數字信號發送至中央計算機，進而在中央計算機內對所獲得的信號進行處理、分析，通過與數據庫中的相關數據信息的比對，從而確定此類生物電信號的具體行為。

信息識別的準確率，主要受中央計算機內的數據庫的影響，研究人員通過反復、不同的臨床試驗獲得了海量數據信息，在數據信息與實際行為之間建立了直接關系。當中央計算機獲得生物電信號并將其轉換成數字信號之后，可與數據庫中的信息進行比對，進而以相似度最高的生物電數據信息作為動作的響應依據。所以，數據庫中的樣本數量越多，試驗效果越好。

輔助執行系統的信息反饋單元在通常情況下，殘疾人在使用輔助執行系統時，基于個人意識主觀能動性的影響，其對行為的控制能力較差，在這種情況下，輔助執行系統則會通過內部的控制反饋電路對殘疾人的實際控制行為進行糾正。

例如，在為一腿部殘疾人員安裝了輔助行走系統之后，在大腦的有效控制下，殘疾人員可以像正常人一樣行走，然而，對于大腦思維存在缺陷的殘疾人來說，由于大腦控制能力減弱，所以輔助執行系統的實際效能也將大大降低。但是，由于增加了控制反饋電路，輔助執行系統可以根據殘疾人在行走過程中的狀態進行反向控制，數字信號經過模數轉換裝置，可轉換為電腦可以識別的生物電信號，從而有效避免了殘疾人員的摔倒情況。

3 輔助執行系統的缺陷及應對措施

作為肢體殘疾的重要康復手段之一，安裝輔助執行系統能夠有效解決肢體殘疾人士的運動障礙，為該群體人員提供一個更好的生活。然而，在該系統的批量化生產和應用過程中，出現了一系列的問題。

3.1 信號傳輸的延時問題

根據人腦的正常控制效果來看，通過神經網絡可以實現生物電信號的實時傳輸，肢體反應快速且精準。然而，由于輔助執行系統需要進行生物電信號的轉換，以及中央計算機的數據分析等過程，所以導致信號傳輸的延時問題較為明顯，進而嚴重影響了殘疾人對輔助執行系統的體驗效果。

研究人員在分析過程中發現，導致信號傳輸延時問題的關鍵在于中央計算機的數據處理與比對過程，對此，除了可以通過提高計算機處理速度的方式來減少數據處理延時以外，還可以對數據庫的算法加以改進，減少程序中的冗余部分，提高數據的分析和比對效率。

3.2 反饋控制單元對人腦的傷害

為提高輔助執行系統的控制精度，研究人員在該系統中增加了反饋控制單元，該單元能夠根據執行機構的具體行為過程，實時向人腦反饋信息，信息反饋通道則是將電信號轉換為生物電信號，從而刺激大腦進行行為修正。由于對生物電信號的控制水平的掌握存在一定的技術性問題，從而導致人腦長期處于高壓狀態，這對人的健康來說極為不利。

為此，可利用已經優化過的中央計算機，由中央計算機對反饋控制單元的反饋信號進行分析，依托數據庫對其行為進行糾正，同樣可以實現對輔助執行系統進行糾正的目的。并且，反饋信息在中央計算機內部的處理，有助于完善計算機數據庫的算法，有助于實現一次執行到位。

3.3 批量生產的成本問題

由于殘疾人輔助執行系統是一項結合了多種科學技術的醫療輔助器材，其技術成本就是整個成本的一個重要組成部分。但是，這里需要注意的是，批量生產之后帶來的成本壓力將對生產廠家的資金造成一定的影響，使企業面臨嚴重的資金風險。

為降低批量生產的成本，除改進傳統生產工藝以外，還可以完善企業的人力資源管理機制，調整績效考核體系，能夠激發員工的積極性、主動性，提高生產質量和效率。

4 結語

在眾多殘疾人中，肢體殘疾是最為普遍的一種，身體殘疾導致其行為受限，輔助執行系統可以幫助殘疾人完成一系列的動作。盡管，目前的輔助執行系統依然存在一定的技術性問題以及高成本導致的售價偏高，以至于輔助執行系統并未得到普遍應用。但是隨著時間延遲、信號轉換、批量成本等問題的解決，其一定會在殘疾人領域里得到廣泛的發展與應用。

參考文獻

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