基于游戏理论和模糊近似的下肢假体的人类协作控制

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
• 人与计算机的交互

背景情况:

• 假肢使用者由于机器人腿假肢的压力而经历不适和组织损伤.
• 现有的机器人假肢缺乏适应性控制,无法有效地管理相互作用力.

研究的目的:

• 为机器人假肢开发一个人机器人协作控制方案.
• 为了最大限度地减少对残余肢体的相互作用扭矩和压力,同时保持假肢轨迹.
• 为了提高用户的舒适性,并降低退行性组织的风险.

主要方法:

• 设计了一种新的人机协作控制方案,将残余四肢压力视为相互作用力.
• 在合作框架下使用双代理游戏控制方案进行轨迹优化.
• 实施了一个模糊逻辑系统,以提高未知的动态参数的轨迹跟踪精度.

主要成果:

• 与两名截肢参与者的实验表明,相互作用扭矩显著降低.
• 在假肢操作期间保持了最小的轨迹跟踪误差.
• 控制方案有效地自我调整控制重量以尽量减少压力.

结论:

• 拟议的人机交互控制方案成功降低了机器人腿假肢中的交互扭矩.
• 这种方法通过最大限度地减少组织压力来提高用户的舒适性和安全性.
• 这项技术有可能提高截肢者的腿假肢的灵巧性和可用性.