دست مصنوعی سیبرنتیکی

مقدمه
انسان از دير باز در جستجوي رفع معلوليت خويش بوده است و براي معلوليت عضوهايي مانند دست و پا،قطعات چوب و فلز را براي جايگزيني اين اعضا استفاده نموده است.اما بطور مشخص پيشرفت تكنيك طراحي پروتز دست به روش الكتريكي بعد از جنگ جهاني دوم آغاز گرديده است.
فعاليت ساخت اندامهاي مصنوعي (Artifitial organs) بيشتر مقارن با جنگهاي بزرگ يا بعد آن بوده است كه تعداد زيادي از جوانان قوي و نيرومند در صحنه هاي نبرد و يا مردم معمولي درزمان بمباران شهرها و يا در حين عمل جراحي دچار قطعي عضو مي شوند و نياز مبرم به اندام مصنوعي پيدا مي كنند.

براي يك نوع اوليه، كه به پاي چوبي (peg-leg) يا دست چنگكي (Hook Hand) معروف بود، تاريخ ۱۸۶۶ ذكر گرديده است. بعد از جنگ جهاني دوم و با توجه به تعداد زياد معلولين نوع ديگري از اندام مصنوعي بنام پروتز متصل به كابل cable connected prostheses طراحي وساخته شد كابل موجود در اين پروتز به منظور محكم كردن انتهاي اندام به سوكت (socket) و همچنين لنگر انداختن كابلهاي عمل كننده بكار ميرفت.

در معلولين زيربازو (Below-ElbowAmputtes) چرخش شانه سبب كوتاه شدن كابل وباز شدن انتهاي وسيله ي چنگكي شكل مي شود و در معلولين بالاي بازو (Above-1bow Amputees) براساس اينكه مفصل آرنج به وسيله كابل ديگري با حركت بالارفتن شانه قفل شده است باشد با حركت چرخشي شانه مي توان دو حركت باز شدن وسيله يا جمع كردن آرنج را انجام داد.
در ۱۹۴۸ R.Ritter يك پروتز مايوالكتريك دست را بنمايش گذاشت تا كارگراني كه در كارخانه دچار نقض عضو شده اند از آن استفاده كنند ولي استقبالي از اين پروتز صورت نگرفت و بايد توجه داشت كه مطلوب بودن پروتزهاي سنتي دست، در مجموع كم است.

ويتالي (VITALLY) و دستيارانش طي بررسي گزارشي داند كه هفتاد درصد معلولين دست، اين پروتزها را نپذيرفته اند اين نتيجه شگفت انگيز را مي توان چنين توجيه كرد كه فقدان يك دست زندگي انسان را مختل نمي كند ومانع كارايي آن نمي شود البته معلوليت بنحوي سبب محدود شدن به زحمت افتادن وفشار رواني مي گردد، اما اگر پروتز فايده قابل توجهي براي معلول نداشته باشد او ترجيح ميدهد كه بدون استفاده از ان به زندگي خود ادامه دهد، بخصوص اينكه ا ستفاده از آن براي او مشكل ظاهري و نحوه بكارگيري آن باعث جلب توجه ديگران شود.البته در جهت رسيدن به فايده هاي بيشتر در دست مصنوعي، پس از توسعه تكنولوژي الكترونيك مسئله استفاده از سيگنالهاي مايوالكتريك در كنترل دست مصنوعي مطرح گرديد.
تحقيقات اوليه توسط Reltter و در ادامه آن korbinsky در شوروي منجر به ارا

ئه اولين سيستم كنترل مايوالكتريكي با كاربرد كلينيكي گرديد واز آن پس تاكنون در كشورهاي مختلف جهان از قبيل كانادا- سوئد- يوگسلاوي-ايتاليا-آمريكا –انگلستان به طراحي و اصلاح سيستم كنترل مايوالكتريك در پروتزهاي دست پرداختها ند ودر اين طراحي ها سيگنال ورودي الكترومايوگرام نقش كنترل كننده ON/OFF را براي راه اندازي موتور محركه پروتز دارد.
در اين روش ساده از الگوريتم هاي شناخته الگو وروش هاي پيچيده پردازش سيگنال استفاده نمي گردد بلكه از هر محل الكترود براي كنترل تنها يك حركت استفاده مي شود.
هم اكنون اين روشها بطور موفقيت آميزي براي طراحي وساخت پروتزهاي دست مورد استفاده واقع شده اند. بخصوص در موارديكه يك يا دو حركت مورد نظر باشد، اين پروتزها توسط معلولين بكار گرفته شده اند.
يك پروتز دست مصنوعي براي اينكه بتواند بخوبي و بطور كلينيكي توسط معلولين پذيرفته شود بايد داراي خصوصياتي باشد كه در بسياري از موارد از نظر تكنولوژي وطراحي با يكديگر متناقض مي باشد براي مثال دست مصنوعي از يك طرف مي بايست داراي قيمت و وزن مناسب باشد و حالات زيبايي در آن رعايت گردد و و از يكطرف بايد بسادگي قابل كنترل باشد وفرد معلول بايستي بتواند با حداقل خطاي ممكن حركت پيش بيني شده را بدون نياز به تمركز فكري زياد كه موجب خستگي وي شود، انجام دهد كه معني پيچيده شدن بيشتر سيستم، گراني و پرمصرف بودن آن وسنگيني پروتز مي باشد.
يك پروتز دست بايد حتي المقدور حركات عملكرد آن شبيه دست سالم بوده و نسبت به دستورالعمل هاي ارسالي از سوي فرد معلول بلادرنگ عمل نمايد وبطور كلي يك پروتز دست نه فقط بر مبناي شاخص هاي مكانيكي بلكه براساس اينكه در مجموع سيستم انسان- ماشين قابل قبول واقع گردد، مورد ارزيابي وقضاوت قرار ميگرد.
پيچيدگي عملكرد پروتز دست مصنوعي در قدم اول مستقيما متناسب با مقدارو سطح معلوليت دست مي باشد زيرا كه با افزايش سطح معلوليت پروتيز مي بايست قادر به انجام توابع حركتي پيچيده تري باشد.
از اولين دستهاي ساخته شده تا دستهاي نوين امروزي، دو حركت عمده به چشم مي خورد:

يكي شناخت دست طبيعي و چگونگي عملكرد آن وديگري كنترل حركت
اولين حركت منجر به ساخت دستهاي تكامل يافته تر نظر Epp ,EMG گرديد وحركت دوم با توجه به تكنولوژي روز به بهبود كنترل پرداخته است.

با وجود پيشرفت هاي بسيار در زمينه كنترل دستهاي توليد شده امروزي فاقد كنترل كننده هاي نوين مي باشد زيرا:
۱-بكارگيري يك زمينه تئوري در كار عملي به ويژه كاربردهاي خاص نياز به افرادي دارد كه در هر دو زمينه آشنايي كافي داشته باشند( نظير كنترل ومهندسي- پزشكي)
۲-دست مدد جو به صورت سيرنتيكي عمل مي كند و نظير ربات حركات آن از قبل تعريف شده نمي باشد. از اين رو در كار كنترل علاوه بر محدويت زماني (به جهت عملكرد بي ورمك) بايد قابليت يادگيري در سيستم وجود داشته باشد تا در طول زمان بكارگيري دست ساده تر باشد.

۳-به دليل محدوديت فضا ووزن به جهت استفاده از موتور- منبع تغذيه-مدارهاي واسط كنترل كننده هاي ميكروپروسسوري و حسگرهاي لازم به كارگيري اكنترل كنترل كننده هاي قوي تاكنون مقدور نشده است.
اولين واصلي ترين گام در جهت ساخت دست مصنوعي از آن رو صورت گرفت كه فرد مددجو را از نظر رواني تقويت نمايد تا بتواند نبود دست را جبران كند.
و شايد به همين دليل دست هاي زينتي براي جبران صورت ظاهري معلول ساخته شد بدين لحاظ اين تكامل دست مصنوعي از دست چوبين و چنگكي تا دستي كه تا حد امكان قادر به حركاتي مشابه وكات طبيعي باشد و كاربرد آن به وسيله شخص مددجو محتاج به تمرين دقت و تمركز خاص نباشد صورت گرفته است.
مهندسين درتلاش هستند تا به كمك تكنيكهاي مختلفي از قبيل شناخت الگوهاي پردازش ديجيتالي سيگنالها و روش هاي هوش مصنوعي و شبكه هاي عصبي (Neural Network) به شاخص وعملكردهاي مطلوبي براي افراد معلول در كنترل دست مصنوعي دست يابند.
در اين پروژه سعي شده است مقايسه بين انسان و ماشين وهمچنين سير تكاملي دست مصنوعي تعقيب گردد و با بررسي عميق تر سيگنال الكترومايوگرام و دريافت پردازش آن سعي شده است راه عملي را براي گروهها وتيم هاي بعدي جهت كار بر روي دريافت سيگنال وتقويت وپردازش و تعيين شناخت الگوهاي حركتي و نهايتا راه اندازي دست با كنترل ارادي هموار گردد.
البته قبل از ۱۹۴۰ اين تصور كه بتوان فرمان مغز رادر عملكرد دست مصنوعي بكار گرفت غير ممكن مي نمود اما بايد اعتراف كرد كه عليرغم پيشرفت هاي زياد در حركات ارادي دست مصنوعي سيبرنتيك هنوز تا كامل شدن پروتز راه بسياري در پيش رو است وگاها شايد آهنگهاي نااميدي در عمل بگوش مي رسد.
البته بايد گفت از عمده ترين مسائل در اين پروتز الگوريتم شناخت الگوي سيگنال است كه اميدوارم با شروع اين حركت در دانشكده مهندسي دانشگاه آزاد اسلامي واحد تهران مركزي با استفادهاز تجارب موجود در كشور حركت به سمت اين تحول ادامه يابد.
حركت در اين مسير، دريافت سيگنال بدون خطاو نصب راحت الكترودها به معلول و انتقال فرمان به موتورهاي DC وقسمت هاي مكانيكي مي باشد كه نهايتا سعي بر ساخت يك دست مصنوعي شبيه دست طبيعي و با وزن وقدرت نسبتا متناسب با دست طبيعي مي باشد.

بررسي عملكرد دست طبيعي
زماني كه سخن از دست مصنوعي با كنترل ارادي گفته مي شود بايد ابتدا محدوده كار ،توانايي ه

ا ،پارامترها و چگونگي دست طبيعي مورد بررسي قرار گيرد.
شناختي حتي بسيار گذرا و سطحي از دست طبيعي دنيايي از آگاهي و هوشياري را پيش رو قرار مي دهد.
گيرنده هاي بسيار حساس كه وزن، موقعيت، فشار،گرمي، سردي، سرعت … را به مراكز بالاتر گزارش مي دهند به قدري پيچيده هستند كه باوجود تحقيقات دامنه دار هنوز بسياري از اين گيرنده ها وحس گرها ناشناخته مانده اند.
كنترل قسمت هاي گوناگون بدن بخشي ويژه از مغز را به خود اختصاص مي دهد، ميزان وسعت اشغال مغز بستگي سيستم به پيچيدگي سيستم كنترل دارد و هر چه سيستم كنترل بكار گرفته پيچيده تر باشد وسعت بيشتر اشغال مي شود.

شكل مغز

مخچه بخشي از مغز است كه نقش اصلي آن شركت در اجراي ماهرانه حركات ارادي است بعد از اراده انجام يك حركت و ووقوع آن خطاي حاصل شده در حين حركت باعث يادگيري مي شود. اين كار در قشر مخچه صورت مي گيرد، از اين رو مخچه مي تواند در حركات ارادي ماهرانه شركت كند.
با اجراي يك سري فرآينداه مخچه مختصات جهان خارج وتوابع عملكرد اعضاي بدن را به جهان داخلي تصوير نموده و در خود حفظ مي كند.
بدين ترتيب به نوعي وارون سيستم در قشر مخچه تشكيل مي گردد كه قابل استفاده براي قشر حركتي مخ و ايجاد حركات ماهرانه مي باشد.
بافت هاي عصبي درون قشر مخچه در تمام قسمت اي گوناگون آن يكسان مي باشد. قشر مخچه قابل تقسيم به بخشهاي كوچكي به نام ميكروزون است كه هر كدام وظايف خاص خود را به عهده دارند.
دانشمندان در ترسيم قشر حركتي مخچه سعي در يادگيري چگونگي مكانيزم حركتي آن نموده اند.
ايتو در كتاب خود سعي نموده است عملكرد نرونهاي داخل ميكروزونها وچگونگي مكانيزم يادگيري آنها را تبيين نمايد و در عين حال مخچه را بصورت يك مدار جبران كننده در مسير «جلورو» و دركنار كنترلر اصلي حركات ارادي تصوير نموده كه براساس خطاي ميان حركات اراده شده و تحقق يافته پارامترهاي آن تنظيم مي شوند و به همراه قشر حركتي مخ يك سيستم كنترل تطبيقي تشكيل مي دهند.
كاواتو مدلي از مخچه ارائه نموده كه ذاتا محاسباتي است ومعتقد مي باشد مخچه حيوانات توسط يادگيري يك مدل داخلي از ديناميك وارون موضوع مورد كنترلش بدست مي آورد و با داشتن مدل وارون از سيستم مي توان يك كنترل كننده ايده آل بدست آورد كه يك حركت ماهرانه را بدون نياز به فيدبك محقق مي سازد او معتقد است براي انجام يك حركت ارادي لازم است كارهاي زير صورت بگيرد:
۱-تعيين مسير حركت دلخواه در دستگاه مختصات بينايي
۲-نگاشت دستگاه مختصات بينايي به دستگاه مختصات بدن
۳-صدور دستورهاي لازم براي انجام حركت

براساس نظريه كاواتو در ابتدا فرد با استفاده از فيدبك چشمي سعي مي نمايد خطاي ميان حركت اراده شده و انجام گرفته را كاهش دهد. از اين رو در گام اول براي انجام يك حركت مطلوب در مسير مشخص براساس دستگاه مختصات بينايي تدوين ميگردد اما ضرورت انجام چنين حركتي زوايا وگشتاورهاي خاصي را در اعضاي بدن مي طلبد.
از اين رو نگاشتي صورت گرفته و دستگاه مختصات بينايي به مختصات بدن تبديل مي شود.
حال كه معلوم مي گردد اعضا بايد چه زوايا وگشتاورهايي داشته باشند فرمانهاي لازم توسط سيستم عصبي به ماهيچه هاي مربوط صادر ميگردد.
اگر فرد اراده كند ليوان آب را به سوي دهان ببرد. در ابتدا مسير حركت توسط چشم تعيين مي شود. براي انجام اين حركت لازم است در لحظه به لحظه زمان زوايا و گشتاورهاي لازم توسط بازو،ساعد ومچ توليد گردند. پس از مشخص شدن زوايا وگشتاورها ،فرمانهاي لازم در لحظه لحظه زمان به ماهيچه هاي ديگر در حركت بازو، ساعد ومچ صادر مي شود.
به مرور زمان و با انجام چنين حركتي مدل وارون در مغز شكل مي گيرد.
باشكل گيري مدل وارون انجام چنين حركاتي به صورت ماهرانه امكان پذير مي گردد.
محتوي فرمانهاي صادره از سيستم عصبي به ماهيچه گوياي چگونگي عملكرد آن عضو است از اين رو شناخت اين فرمانهاي مي تواند كمك موثري در شناخت عملكرد اعضا باشد.
عامل فرمان در دست سيبرنتيكي، سيگنالهاي EMG عضو باقي مانده يا عضو جايگزين مي باشد كه در هر ۲/۰ ثانيه توليد مي گردد.
تاخير زماني مربوط به متوسط تاخير فيزيولوژيكي بدن مي باشد در طي اين زمان فرمان صادره از مغز به عضو مورد نظر مي رسد.

فصل اول

سيستم ارتباط
انسان- ماشين

سيستم ارتباط انسان-ماشين
انسان يك سيستم پيچيده جمع آوري وپردازش اطلاعات مي باشد كه توسط كانالهاي ارتباي متفاوتي با محيط خود ارتباط داد.

شكل (۱-۱) بلوك دياگرام سيستم حركتي طبيعي در انسان

اين سيستم يك مجموعه مدار بسته است كه اعمال حركتي انسان را بطور خود كار انجام ميدهد. يك فرد معلول كه براي مثال داراي قطع عضو بالاي آرنج مي باشد پروتز جايگزين قسمت قطع شده مي گردد. در اين صورت يك سيستم انسان ماشين بوجود مي آيد كه در اين سيستم بخشي از پروتز در وا قع جانشين كانالهاي اطلاعاتي حذف شده مي گردد.
اين كانالهاي جايگزين شده عمل انتقال اطلاعات وتعبير آنها وهمچنين ايجاد وارسال فرامين كنترلي به ماشين (موتور حركت) را انجام مي دهند.

شكل (۱-۲) بلوك دياگرام سيستم انسان- ماشين پروتز دست مصنوعي

اولين مسئله عمده در سيستم انسان- ماشين پروتز دست، انتخاب عامل ارتباطي بين انسان وماشين مي باشد كه توسط اين عامل ارتباطي، انسان دستورالعملهاي خود را به ماشين اعمال مي نمايد. اين عامل ارتباطي مي تواند استفاده از نوع بيومكانيكي يا بيوالكترويكي باشدكه در اين پروژه درباره نوع بيومكانيكي سخني نخواهيم گفت.
در اين ميان ميتوان از سيگنالهاي نور و الكتريك (Neuroelectric) جهت كنترل پروتزها نيازمدن عمل جراحي براي نصب الكترودها روي اعصاب است و از سوي ديگر اين روش نتايجي از قبيل خرابي عصب، عدم راحت بودن و غيره را دارد و به همين دليل مورد توجه بسياري قرار نگرفته است ولي سيگنالهاي ميوالكتريكي به دليل آسان بودن آشكاري سازي آنها از روي پوست وتوسط الكترود هاي سطحي به عنوان يك عامل ارتباطي بسيار مناسب در سيستم انسان- ماشين پروتزهاي دست مصنوعي مطرح است.

پروتز سيبرنتيكي و مكانيكي ورباتيك
پروتز سيبرنتيكي از يك استراتژي طبيعي بين اعصاب مركزي انسان وپروتز ماشيني استفاده مي كند. لغت سيبرنتيك (cyberentic) داراي ريشه يوناني است كه اولين بار توسط Norbert wiener مورد استفاده واقع شد اين لغت در Webster,s Dictonary بصورت زير معني شده است.
Comparative study of automatic control system formed by nervous system and brain and by mechanical- electircal communication system.
در سمپوزيوم كنترل اتوماتيك در بخش طراحي پروتز در ۱۹۶۲، Winter به قدرت اندام مصنوعي كه از يك سيگنال شناخته شده از عصب يا ماهيچه استفاده كند، اشاره كرد و در ۱۹۶۳ اظهار كرد اين ايده وجود دارد كه از يك ماهيچه قطع شده پتانسيلهاي عمل را بيرون بياوريم و آنها را به منظور ايجاد حركت استفاده كنيم واز اينجا بود كه استفاده از سيگنالهاي الكترومايوگرام (EMG) سطحي براي كنترل حركات دست مصنوعي مطرح شد. در دهه ۶۰ تحقيقات جداگانه اي درباره كنترل

مايوالكتريك اعضا مصنوعي در شوروي- انگلستان- سوئد- ژاپن –آمريكا وكانادا آغاز شده بود.
پروتزهاي مايوالكتريك شوروي در ان كشور براي موارد كلينيكي بكار مي رفت و براي كاربردهاي محدودي به كانادا و انگلستان نيز صادر شده بود و همچنين در نتيجه همكاري بين صنايع ارتوپديك اتوبوك آلمان و موسسه ملي بيمه حوادث كارگران ايتاليا يك نوع پروتز مايوالكتريك براي استفاده در توانبخشي كارگران ساخته شد و اين همكاري آغازي بر پيشرفت سيستمهاي كنترل مايوالكتريكي بود كه حداقل نياز مانند كاربرد در معلوليت هاي پايين تر از بازو را در سطح كلينيكي تامين مي كند.

پروتزهاي مايوالكتريك نسبت به انواع كابلي ومكانيكي آنها داراي چندمين مزيت مي باشد ومهمترين مسئله اين استكه دراين پروتزها از تسمه (كمربند) كه باعث آزار و محدوديت حركات شخص معلول مي شود استفاده نمي شود.
نكته ديگر اين است كه كنترل به صورت طبيعي صورت مي گيرد وبا فعاليت سيستم عصبي عضلاني كه شخص انجام مي دهد مطابقت دارد و همچنين در پروتزهاي مايوالكتريك قيود كمتري نسبت به پروتزهاي عمل كننده با كابل دارد.
در مورد پروتزهاي مايوالكتريكي وربات بايد گفت پروتزهاي مايوالكتريكي مشابه حركات اندام طبيعي را انجام مي دهد، در حاليكه ربات داراي حركت طبيعي نيست و داراي حركاتي خشك مي باشد كه زيبايي حركات طبيعي را نمي تواند داشته باشد پروتزهاي سيبرنتيك داراي عيوبي هم مي باشد. كنترل مايوالكتريك اين پروتزها بدليل پيچيدگي بسيار زياد سيگنال الكتورمايوگرام (EMG) عموما دشوار است و بخاطر مكانيزم كنترل ووجود باطري سبب مي شود كه اين نوع پروتز سنگين تر از انواع ديگر باشد و باطري موجود در اين پروتز مي بايد شارژ يا تعويض گردد والبته اين پروتز معمولا گرانتر از ساير انواع آن مي باشد براي ربات هنوز تعريف قانع كننده اي ارائه نشده است ولي شايد بتوان گفت عمل كننده اي است كه داراي چند درجه آزادي است و قابليت آن را داردكه براي يك سلسله وظايف خاص برنامه ريزي شود.
ايده هايي كه به توسعه روبات ها منجر گشته است غالبا در جهت حل مشكلات مربوط به ساختن اعضاي مصنوعي براي انسان نيز بكار گرفته مي شود وعكس اين مطالب نيز صحت دارد و تحقيقاتي كه در زمينه ساخت اين اعضا صورت مي گيرد در زمينهاي روباتي نيز مورد استفاده قرار مي گيرد. اگر چه دنيا در حال حاضر به سمت ساختن ربات هاي هوشمند پيش مي رود ولي بايد اعتراف كرد تا ساختن انسانهاي ماشيني كامل كه بتواند راه بروند، حرف بزنند و … فاصله زيادي وجود دارد بطور

خلاصه دست روباتيك وسيله اي است كه با داشتن چند درجه آزادي، با بازوئي متشكل از چند مفصل و دستي مشتمل بر چندين انگشت حركت كند و در انجام حركت فيدبكهايي مانند نيروي بار –تغيير مكان- سرعت-فشار نگهداري اجسام و غيره متكي باشد اين دست فرمان خود را از يك واحد پردازش مركزي كه شامل حافظه و دستورالعلمهاي خاص براي استفاده از اطلاعات فيدبكي صورت مي گيرد دريافت مي كند.
در حالت ايده آل اين دست گاهي قادر خواهد بود حركاتي پيچيده تر از دست سيبرنتيكي انجام دهد.
دست روباتيك جزيي از يك سيستم است كه بستگي به ساده يا پيچده بودن آن، الگوريتم هاي مختلف كنترل همراه با كامپيوترهاي خاص بكار رفته در آن مي توان آن را به نسلهاي مختلف تقس

يم كرد.
مثلا دست مصنوعي را كه براي رنگ آميزي قطعات دراطاقك رنگ يا كارخانه در نظر گرفته شده است را مي توان از نسل اول دانست و دست مصنوعي را كه به چشم تلويزيوني و مغز الكترونيكي با قابليت يادگيري و تصميم گيري هاي پيچيده وصل شده است را مي توان نسل جديد دانست. في مابين اين دو نسل انواع ديگر با قابليت هاي مختلف وجود دارد.
بطور كلي در دست رباتيك الزامي به تقليد وشبيه سازي از دست انسان وجود نداشته و فرمانهاي حركت آن از يك سيستم الكترونيكي صادر مي شود.
اين فرمان محصول تركيب اطلاعات فيدبكي روبات از محيط ودستورالعملها و اطلاعات حافظه اش مي باشد.

شكل (۱-۳) حركتهاي اصلي واوليه يك دست كامل

دست سيبرنتيكي به دستي گفته مي شود كه بتوان عمل دست سالم را در شخص معلوم انجام دهد و براي آنكه اين نقش واضح تربيان گردد بطور مختصر به مكانيزمهاي احتمالي در كنترل حركت دست اشاره مي گردد.
دست را مي توان يك سيستم مكانيكي مشتمل بر جرم، فنر و اصطكاك دانست كه در اثر نيروي حاصله از انقباض عضلات تغيير مكان مي دهد.
در هر حركت دست عضلات متعددي شركت دارند و براي آنكه حركت با نرمش و سرعت لازم بدون نوسانات و خطا انجام گيرد لازم است اولا فعاليت انقباضي هر عضه به سبك خاصي برنامه ريزي شود و ثانيا فعاليت انقباضي عضلات دست اندكار آن حركت با هم هماهنگ باشند خواص فنري و اصطكاكي عضلات فقط محصول خواص مكانيكي آنان نبوده بلكه بطور فعالانه بوسيله ايستگاههاي حركتي مانند نخاعي يا بالاتر تا كورتكس حركتي كنترل مي شود. نقش اين ايستگاههاي حركتي ايجاد فرمان مناسبي در عصب منتهي به عضله است.