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使用机器人辅助训练平台 (RATP) 进行基于地面接触适应的步行模式修改.

Shamanth Shanmuga Prasad1, Ulfah Khairiyah Luthfiyani2, Youngwoo Kim3

  • 1Department of Electrical Engineering, Korea National University of Transportation, Chungju, 27469, South Korea.

Medical & biological engineering & computing
|August 17, 2024
PubMed
概括

这项研究介绍了一个机器人辅助培训平台 (RATP),该平台使用用户特定数据和遗传算法 (GA) 个性化步行康复. 这种方法增强了自然的步行动态,以改善移动性有限的个体的功能恢复.

关键词:
走路模式分析分析的方法步态模式模拟的步态模式模拟步行速度变化,步行速度变化.遗传算法 遗传算法 遗传算法人与机器人的互动.非线性优化非线性优化机器人辅助康复 机器人辅助康复

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科学领域:

  • 机器人技术 机器人技术 机器人技术
  • 生物力学 生物力学
  • 康复工程 康复工程 康复工程

背景情况:

  • 机器人辅助康复系统提高了行动障碍患者的功能恢复.
  • 这些系统提供了结构化,精确的人机交互,超越了传统的物理治疗.
  • 主要优势包括有针对性的肌肉恢复,优化的步行模式和个性化的自动训练.

研究的目的:

  • 开发一个步行模拟器,将用户特定的肌肉骨数据用于自然步行动态.
  • 创建一个机器人辅助培训平台 (RATP),生成可适应用户限制的步行训练套件.
  • 为了使恢复参数如地形和速度的动态调整,同时保持稳定性.

主要方法:

  • 开发一个步行模拟器,考虑关节角度,肌肉力量和环境因素.
  • 实施使用遗传算法 (GA) 的机器人辅助培训平台 (RATP).
  • 应用拉格朗日乘数来实时修改步行模式,而无需额外的搜索过程.

主要成果:

  • 根据用户特定的内部和外部约束,RATP生成个性化的步行训练套件.
  • 拉格朗捷乘数允许即时重塑步行模式,同时保持整体特征.
  • 提出的方法确保稳定的地面接触满意度,即使修改训练参数.

结论:

  • 开发的RATP通过复制自然步行动态来提供现实的康复环境.
  • 这个系统是通过适应性训练实现自然双脚运动的基础.
  • 该方法允许灵活而稳定的步行康复,适应患者进展和训练条件的变化.