使用人体循环优化指导手动假肢调整:一个概念验证研究

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 康复机器人 康复机器人
• 人与计算机的交互

背景情况:

• 人在循环 (HITL) 优化对于复杂的交互问题是有效的,包括通过机器人外骨架降低代谢成本.
• 许多被动假肢和骨架需要手动设置调整,这对最佳的用户适合和功能构成了挑战.

研究的目的:

• 调查HITL算法是否可以在假肢安装模拟中加速手动调整.
• 确定HITL算法的效率和准确性,以优化假肢模拟器设置,以减少对侧肢负载率.

主要方法:

• 8名健康参与者使用了假肢模拟器,以0.8米/秒的速度行走,在16种鞋跟和柱子高度的组合下.
• 采用HITL优化算法,通过最大限度地降低对立端的加载率来确定最佳设置.
• 算法性能是使用趋同标准和准确度与全参数扫描进行比较来评估的.

主要成果:

• 在8名参与者中,HITL优化成功地减少了在5名参与者中找到最佳设置的时间.
• 在三名参与者中,算法要么迟到收,要么在研究的代中未能收.
• 准确性是根据测试所有可能的参数组合得出的最佳值进行评估的.

结论:

• 根据HITL的方法,可以优化手动调节的辅助设备,例如无动力假肢.
• 需要进一步的研究来提高算法的稳定性,并评估其适用于截肢患者群体中的实际假肢的可用性.