开发和验证动力学精确的上肢外骨数字双胞胎用于中风康复

科学领域:

• 机器人技术 机器人技术 机器人技术
• 神经康复疗法 神经康复疗法
• 虚拟现实 虚拟现实 虚拟现实

背景情况:

• 机器人神经康复与虚拟现实 (VR) 结合,为中风幸存者提供沉浸式和激励性的治疗.
• 数字双胞胎越来越多地被用于机器人神经康复,包括远程康复和VR应用.
• 真实机器人和其数字双胞胎之间的动态匹配至关重要,但未被充分探索,可能会影响由于视觉-自身感知不匹配的用户体验和数据有效性.

研究的目的:

• 开发用于中风康复的7-DOF外骨的数字双胞胎.
• 为了对数字双胞胎的准确性进行低成本的动力学验证.
• 评估数字双胞胎在基于VR的康复中进行虚拟指导,监测和评估的可靠性.

主要方法:

• 开发了7-DOF外骨的数字双胞胎,用于中风康复.
• 使用HTC VIVE追踪器实现了一个低成本的动态验证系统.
• 与健康参与者一起执行平面触及和3D功能任务,以比较真实机器人和数字双胞胎运动.
• 使用前向动力学和跟踪数据计算和比较端效应器的位置和旋转.

主要成果:

• 数字生机器人与真实机器人的前向动力学有着密切的动力学匹配.
• 数字双胞胎精确地复制了物理外骨架的跟踪运动.
• 低成本的追踪提供了可靠的动力学验证数据.

结论:

• 验证的数字双胞胎为中风康复研究提供了一个可靠的平台.
• 精确的动力学匹配是可以实现的低成本的系统,减轻视觉-proprioceptive不匹配.
• 这种数字双胞胎可以增强沉浸式VR应用程序和中风恢复的远程康复.