複雑な物体との健常側上肢のロボット支援による動的相互作用：強化された前饋インピーダンス制御に基づく

科学分野:

• ロボット工学;リハビリテーション工学;作業療法

背景:

• 現在の片麻痺上肢リハビリテーションロボットには、複雑な物体操作の訓練が不足しています。;これは、患者の高いレベルの感覚運動統合の発達を制限します。;機能的な作業療法には、より動的でインタラクティブな訓練パラダイムが必要です。

研究 の 目的:

• 機能的な作業療法のための革新的なロボットリハビリテーション訓練システムを開発すること。;特に水杯の輸送を含む、複雑な物体操作タスクをシミュレートすること。;感覚運動統合訓練における現在のロボットシステムの限界に対処すること。

主な方法:

• カップ輸送をロボットアーム制御のカップボールシステムに抽象化しました。;カップボールシステムの運動学的および動的解析を実行しました。;ボールの動きを監視し、揺れ角を計算するために視覚追跡を使用しました。;こぼれを防ぐために、揺れ抑制制御戦略（指数フィルタリング、前饋補償、インピーダンス制御）を開発しました。

主要な成果:

• 提案された制御戦略は、ボールの振動率を大幅に減少させました。;完全な補償により、手の力の滑らかさが著しく向上しました。;実験的検証により、揺れ抑制方法の効果が確認されました。

結論:

• 開発されたロボットシステムは、リハビリテーション訓練における機能的関連性を向上させます。;揺れ抑制戦略は、ロボット支援療法における動的不確実性に効果的に対処します。;この革新は、運動制御障害のある患者の感覚運動統合訓練を改善します。