基于模型的上肢重力补偿策略,用于主动动态手臂支

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
• 生物力学 生物力学

背景情况:

• 神经肌肉疾病 (NMDs) 损害日常活动,特别是上肢的运动.
• 主动动态扶手 (Active Dynamic Arm Supports,简称DASs) 帮助有严重运动限制的人.
• 当前的DAS控制 (按键) 会增加认知负载和不适.

研究的目的:

• 为活跃的DASs开发和评估一种新的基于力量的辅助控制框架.
• 为了减少使用NMDs的用户的认知负载和身体劳动.
• 为了补偿上肢的重力,使用前力策略.

主要方法:

• 基于生物机械上肢模型提出了四种不同的前力计算策略.
• 使用人体测量测量调整了生物机械模型.
• 通过使用活跃的DAS原型对9名参与者进行了定量评估策略.
• 测量肌肉活动以计算平均力度指数 (MEI).

主要成果:

• 所有四种拟议的基于力量的控制策略都显著降低了平均力度指数 (MEI).
• 代表保持姿势的全球努力的MEI在统计上下降了 (p < 0.001).
• 这些策略有效地弥补了上肢的重力,减少了肌肉的运动.

结论:

• 开发的基于力量的辅助控制框架有效地减少了活跃DASs的用户工作量.
• 这种方法为NMD患者提供了传统按键控制的有希望的替代方案.
• 进一步的研究可以优化这些策略,以提高用户的自主性和舒适性.