为肌肉机械治疗使用可穿戴软机器人设备进行数学建模和表征

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
• 软机器人软机器人 软机器人软机器人

背景情况:

• 废弃诱导的肌肉缩带来了重大的临床挑战.
• 现有的治疗方法缺乏可复制手动治疗的有效医疗设备.
• 在肌肉康复中需要先进的可穿戴技术.

研究的目的:

• 开发和建模一个可穿戴的软气动弹性体驱动器用于肌肉康复.
• 通过机械疗法为人类软组织提供深度循环压缩刺激.
• 为了提高可穿戴软机器人的控制效率,用于治疗肌肉缩.

主要方法:

• 软气动弹性体执行器原型的开发和表征.
• 静态和动态性能测试,包括变形,压力,流量和带宽.
• 数学建模和计算模拟以验证执行器的行为和有效性.
• 使用基于高斯核的信号处理方法.

主要成果:

• 该原型在100kPa时表现出2.5mm的活性变形,流速为600mm3/s,带宽为5Hz.
• 一个数学模型准确地描述了执行器的行为,并启用了参数提取.
• 计算模拟证实了执行器在模拟复杂的生物灵感运动中的有效性.
• 开发的传输函数为执行器动态提供了洞察力.

结论:

• 开发的可穿戴软执行器显示了通过机械疗法进行肌肉康复的前景.
• 数学模型和模拟支持执行器有效治疗肌肉缩的潜力.
• 这种方法旨在提高用于治疗应用的可穿戴软机器人的控制效率.