人工義肢の透明性を高め,地形認識誤差を軽減する

科学分野:

• ロボット
• バイオメカニクス
• 人とコンピュータの相互作用

背景:

• 人間とロボットの効果的な協力には 明確なコミュニケーションが必要です 特に高度なウェアラブルロボットは
• 義肢を使っている人は ロボットの動きの変化に対する 認識が限られているため 予期的な制御が困難です
• プロテスの制御装置の透明性を高めることで,ユーザーの適応性と安全性が向上します.

研究 の 目的:

• ロコモーションモードの変更の先行通知を提供することで,義肢制御器の透明性を高める.
• 骨切断患者 (TFA) の機械のエラーを軽減するための通知の理想的なタイミングを調査する.
• 義足の誤差を補うTFAと ロボット脚の反応を理解する

主な方法:

• トランスフェモラル截肢 (TFA) を受けた5人は,トレードミルの歩行中に設計された膝の義肢を使用した.
• 模擬地形認識誤差は,移動モード (トレッドミルから階段の昇降) を切り替えることで導入されました.
• ユーザーの好みや通知に対する回答は,アンケートと歩行分析によって評価されました.

主要な成果:

• 移動モードの変更前約650ミリ秒の通知は,ロボットエラーの影響を大幅に軽減しました.
• TFAは誤差を補償し,義足の誤差の大きさを高め,バランスの安定性を改善しました.
• 透明性の向上により 予期的な調整が容易になり 歩行や安全性が向上しました

結論:

• 人工義肢の意図に関する事前の通知は 予測可能性とウェアラブルロボットに対するユーザーの信頼を高めます
• 透明性の向上により,安全で効果的な人間とロボットのやり取りに不可欠な 予期的な制御が可能になります.
• このアプローチは,インテリジェント・プロテシスのユーザー信頼とパフォーマンスを高めるための実用的な方法を示しています.