تاثیر تحریک جریان مستقیم فراجمجمه ای آندی بر روی مهارت حرکتی ظریف دست در یکوظیفه ی تعاملی انسان- ربات

زمینه و هدف: علارغم پیشرفت‌های قابل توجه رباتیک در حوزه های صنعتی، پزشکی، نظامی و خدماتی همچنان نقش عامل انسانی برای کنترل بهینه ربات ها حائز اهمیت می باشد. در این راستا، تحریک الکتریکی جریان مستقیم فراجمجمه ای (tdcs) به عنوان یک مداخله با پتانسیل بهبود عملکرد شناختی – حرکتی در حوزه تعامل انسان-ربات مطرح می باشد. مطالعه ی حاضر با هدف تعیین تاثیر tdcs آندی روی قشر حرکتی اولیه بر مهارت حرکتی دست در یک وظیفه تعاملی انسان - ربات طراحی شده است. روش : در این مطالعه آزمایشگاهی از 40 نفر بزرگسال سالم خواسته شد تا وظیفه جابه جایی مکعب ها را از طریق هدایت بازوی رباتیک، پیش و پس از اعمال tdcs واقعی (گروه مداخله) یا ساختگی (گروه کنترل) انجام دهند. پیش و پس از اعمال تحریک ساختگی و واقعی ، عملکرد افراد در وظیفه ی هدایت بازوی رباتیک با شاخص های عملکردی شامل تعداد خطا (انتقال، بازگشت و کل)، مدت زمان خطا، تعداد وظایف تکمیل شده و تعداد انجام صحیح وظایف به صورت همزمان توسط مدار هوشمند بازوی رباتیک ثبت می گردید. میزان تغییرات در شاخص های عملکرد(تفاضل نمرات پیش آزمون و پس آزمون)، درون گروه ها و بین گروه های مطالعه جهت تعیین تاثیرات اعمال تحریک الکتریکی جریان مستقیم فراجمجمه ای، با در نظر گرفتن سطح معناداری p<0.05 مقایسه گردید. یافته ها : نتایج مقایسه درون گروهی نشان داد که تعداد وظایف تکمیل شده و تعداد خطای بازگشت پس از اعمال tdcs (واقعی و ساختگی) به صورت معناداری بهبود یافته است. همچنین تغییرات مدت زمان خطا و تعداد انجام صحیح وظایف به ترتیب برای تحریک واقعی و ساختگی معنادار بود. با این حال، مقایسه ی مقادیر میانگین و انحراف معیار تغییرات برای تمامی متغیرهای مطالعه، بیانگر عدم وجود تفاوت آماری معنادار بین گروه های مداخله وکنترل بود.نتیجه گیری : از آنجایی که روند رو به بهبود برای اکثر متغیرها حین انجام وظیفه ی هدایت بازوی رباتیک هم در اعمال tdcs واقعی و هم ساختگی مشاهده شد و از طرفی مقادیر میانگین و انحراف معیار تغییرات در شاخص های عملکرد بین گروه ها تفاوت آماری معنادار نداشت، نمی توان به طور قطعی نتایج مشاهده شده در هر گروه را مربوط به نوع تحریک دریافتی دانست.

effect of anodal transcranial direct current stimulation (tdcs) on finemotor skills in human-robot interaction tasks

introduction: despite the significant advances in robotics in industrial, medical, military, and service fields, the role of human agent for optimal control of robots is still important. in this regard, anodal transcranial direct current stimulation (tdcs) is proposed as an intervention with the potential to improve cognitive-motor performance in the field of human-robot interaction. the study aim to explore how anodal tdcs could improve fine motor skill in a task that involved interacting with a robotic arm. method: in this laboratory study, 40 healthy adults were asked to perform an object transfer task by a robotic arm in test sessions with sham (control group) and real (intervention group) anodal tdcs. before and after sham and real stimulation, the the intelligent circuit of the robotic arm recorded the performance of the participants by such indices including the number of errors (transfer, return and total error), error duration, number of transferred objects, and number of correct transferred objects. the effects of anodal tdcs on the changes in performance indicators between and within the study groups (difference between pre and post anodal tdcs) were compared considering the significance level of p<0.05. results: the within-group comparison showed that the number of transferred objects and the number of return errors before and after anodal tdcs (real and sham) had a significant improvement trend. also, the error duration and the number of correct transferred objects were significant for real and sham stimulation, respectively. however, the comparison of the mean differences of post-test and pre-test scores for all variables of the study indicated no significant statistical difference between the intervention and control groups. conclusion: the results suggest that anodal tdcs did not have a specific effect on hand motor skill in a human-robot interactive task, but rather a general effect on the learning and performance of the task. this implies that anodal tdcs may not be a suitable intervention for enhancing fine manual motor control and coordination with a robotic arm, but rather for improving cognitive-motor processes involved in the task. this study contributes to the understanding of the potential applications of anodal tdcs in the field of human-robot interaction.