在部外骨架上设计和实现神经肌肉控制器的新设计和实施,用于部分步行辅助

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 机器人技术 机器人技术 机器人技术
• 神经科学是一个神经科学.

背景情况:

• 外骨需要适应性控制来帮助自然行走.
• 现有的控制器经常使用预定义的配置文件,限制了适应性.
• 神经肌肉控制器 (NMC) 提供了一种仿生方法来帮助步行.

研究的目的:

• 为部分辅助关节外骨架呈现一种新的神经肌肉控制器 (NMC) 设计.
• 为了改进步态相同步,使用5态有限态机器.
• 在健康的受试者中验证控制器的性能和适应能力.

主要方法:

• 开发了一种新型的NMC,用于步态相同步的5态有限态机.
• 修改了虚拟肌肉模型,将硬肌用于分析计算.
• 测试了控制器与9个健康的受试者在跑步机上在不同的速度和斜率.

主要成果:

• 生成的扭矩形状与生物扭矩和文献最佳形状密切匹配.
• 外骨的功率输出显示出与用户运动的良好同步,表明了积极的辅助工作.
• 控制器表现出适应不同用户和行走条件的适应性,而无需显著的参数调整.

结论:

• 新的NMC设计成功地为关节外骨架提供了适应性部分辅助.
• 五态机器和修改的肌肉模型增强了步态同步和控制.
• 控制器的适应性表明了个性化步行康复和协助的潜力.