在行走过程中对外骨的优化
Juanjuan Zhang1,2, Pieter Fiers1, Kirby A Witte1
1Department of Mechanical Engineering, Carnegie Mellon University, Pittsburgh, PA, USA.
Science (New York, N.Y.)
|June 24, 2017
概括
研究人员优化了外骨架的辅助, 这种方法在使用者身上显著降低了24%以上的代谢能量消耗,提高了移动性增强器件的性能.
科学领域:
- 生物力学
- 机器人技术
- 人与计算机的互动
背景情况:
- 外骨架和活跃假肢旨在改善人类的移动性,但面临着设计挑战.
- 根据人类性能指标优化设备参数对于有效的设计至关重要.
研究的目的:
- 开发和验证一种用于识别外骨架辅助策略的方法,以最大限度地减少移动过程中的人类能量消耗.
- 评估这种优化方法在各种条件和设备配置中的有效性.
主要方法:
- 开发了一种方法来确定脚外骨的最佳扭矩模式,以最大限度地降低行走过程中的代谢成本.
- 在行走和跑步时测试了单或双脚外骨架的优化辅助.
- 将个人定制和用户学习纳入优化过程.
主要成果:
- 与无辅助运动相比,优化的外骨扭矩减少了24. 2 ± 7. 4%的代谢能量消耗.
- 这种方法对单双外骨,不同步速和跑步有效.
- 个性化的通用辅助模式和用户培训提高了业绩.
结论:
- 对外骨辅助的个性化优化显著降低了人类移动的代谢成本.
- 这种方法有助于开发更有效,更易于使用的移动性增强设备.
- 进一步开发适应性和用户意识的控制策略可以释放更大的性能效益.
