چکیده: مشکلاتی که پس از ضربه مغزی یا بیماری های دستگاه عصبی رخ می دهد منجر به بروز محدودیت-های حرکتی و کلامی برای مدت طولانی در بیماران می شود. پیشرفت های صورت گرفته در زمینه ارتباط مغز انسان و کامپیوتر (BCI) امکان شناسایی و طبقه بندی فعالیت های الکتریکی و متابولیک مغز و تبدیل آنها به یک فرمان کنترلی برای کامپیوتر و یا یک دستگاه توانبخشی را فراهم می نماید. در این پایان نامه طراحی مکاترونیکی یک سیستم واسط مغز و کامپیوتر بر پایه سیگنال های تصور حرکتی با هدف کنترل حرکت یک بازوی رباتیک مورد توجه قرار گرفته است. برای این منظور در پروسه پردازش سیگنال در مرحله استخراج ویژگی از روش بسته موجک برای تحلیل ویژگی های فرکانسی و زمانی سیگنال های مغزی دو کلاسه (مربوط به دو تصور حرکتی متفاوت) استفاده شده است. روش های DSLVQ و جستجوی فرکانسی به عنوان راهکاری برای کاهش ویژگی مورد استفاده قرار گرفته است. به منظور بررسی عملکرد این روش ها، طبقه بند های خطی و غیر خطی شامل SVM، شبکه عصبی چندلایه (MLP)، k-NN، پارزن و طبقه بند بیزین مورد استفاده قرار گرفت. دقت حاصل از این روش ها بین 67 تا 90 درصد و بیشینه مقدار ضریب kappa برابر با 0.8 می باشد. در انتها به عنوان یک راهکار ابتکاری و نوین، با هدف افزایش دقت طبقه بندی سیگنال های مغزی، ترکیب نتایج طبقه بندها در دستور کار قرار گرفته است. از این رو، روش میانگین وزن دار مرتب شده (OWA) و روش های مبتنی بر انتگرال فازی (سوگنو و چکوئت) برای اجماع نظر بین نتایج طبقه بندها به کار گرفته شده است. به کمک روش های OWA، سوگنو و چکوئت دقت نتایج طبقه‌بندی به ترتیب به 93، 95 و 97,5 درصد افزایش یافته است ضمن آنکه زمان مورد نیاز برای پردازش سیگنال در روش OWA کوتاه تر می باشد. با توجه به اینکه سیگنال های مغزی مورد استفاده از بانک داده مربوط به دو کلاس تصور ذهنی مختلف است، بنابراین از نتایج طبقه بندی سیگنال های مغزی برای کنترل حرکت یک دستگاه توانبخشی آرنج استفاده شده است. دستگاه توانبخشی موردنظر بر اساس پروتکل های توانبخشی آرنج با هدف افزایش سرعت بهبود بیماران طراحی گردیده است. همچنین با بکارگیری محرک کابلی امکان شبیه سازی هرچه بهتر تغییرات سختی آرنج انسان فراهم شده است. از جمله مزایای مکانیزم ارزان و سبک پیشنهادی، ایجاد حرکت هموار برای مفصل با سختی قابل تنظیم، جبران اثرات گرانش، کاهش ابعاد موتورهای محرک و در موارد توسعه یافته، توانایی کنترل همزمان چند مفصل و انتقال قدرت به میله های متصل به آن ها تنها با استفاده از یک منبع قدرت است. همچنین با ایجاد شرایط حرکتی برگشت پذیر با استفاده از محرک کابلی، تعاملی ایمن و بی خطر بین دستگاه و کاربر شکل گرفته است.