使用基于模型的优化来比较腰部伤害风险:改进的技术与外骨架辅助相比

科学领域:

• 生物力学 生物力学
• 人体工程学就是人体工程学.
• 机器人技术 机器人技术 机器人技术

背景情况:

• 可穿戴的机器人系统旨在在起重时减轻腰部受伤的风险.
• 外骨架辅助与改进的举重技术的比较有效性仍然不清楚.

研究的目的:

• 评估外骨架辅助和提升技术改进在降低腰部伤害风险方面的有效性.
• 为了比较单个和组合干预对起重生物力学的影响.

主要方法:

• 使用模拟,采用了双因素块研究设计.
• 模拟了两个模型:单独的人类参与者和带有SPEXOR外骨架的人类参与者.
• 最佳控制问题为起重技术制定了三个成本函数:累积低背负荷 (CLBL),峰值低背负荷 (PLBL) 和混合 (HYB).

主要成果:

• 仅靠外骨架的帮助就能对CLBL和PLBL进行适度的减少.
• 仅仅技术改进就减少了CLBL,但并没有减少PLBL.
• 外骨和技术改进的结合使得CLBL和PLBL的最大减少.
• HYB成本函数显示了CLBL和PLBL中最平衡的降低.

结论:

• 外骨架辅助和改进的起重技术对于降低腰部受伤风险是有益的.
• 将外骨使用与优化起重技术相结合,为减轻背下负荷提供了协同效益.
• HYB成本函数代表了开发有效提升策略的有希望的方法.