特定于主体和COM加速增强的反射神经肌肉模型,用于预测关节反应在乱的步态

科学领域:

• 生物力学 生物力学
• 神经科学是一个神经科学.
• 机器人技术 机器人技术 机器人技术

背景情况:

• 特定于个体的肌肉骨模型改进了基于电肌图 (EMG) 的关节扭矩估计.
• 纳入质量中心 (COM) 状态的神经肌肉模型 (NMM) 增强了在步行过程中对脚扭矩的肌肉激活预测.
• 反射控制器对于活跃的假肢和整形器件至关重要.

研究的目的:

• 用EMG校准的肌肉骨模型识别特定于个体的反射NMM用于运动.
• 评估COM加速对干扰步行的反射NMM性能的影响.
• 评估主体特定模型和COM加速增强器用于脚扭矩跟踪的有效性.

主要方法:

• 开发并使用特定对象的肌肉骨模型.
• 通过使用 EMG 数据从不被扰乱和被扰乱的步态来识别反射NMM.
• 实现了一个COM加速增强反射NMM.
• 在不同的模型配置之间比较扭矩跟踪精度.

主要成果:

• 特定于个体的肌肉骨模型显著改善了关节扭矩跟踪,无论是在不扰动的步态还是受扰的步态.
• COM加速增强反射NMM表现出优异的脚扭矩跟踪,特别是在早期的姿势和反向扰动期间.
• 模型的改进导致了对联合扭矩的更准确的预测.

结论:

• 特定对象的肌肉骨模型和COM加速增强反射NMM提高了关节扭矩估计的准确性.
• 这些发现支持使用先进的NMM来开发更响应和更有效的活跃假肢和整形器件.
• 该研究为在辅助技术中实施复杂的反射控制器提供了基础.