缩减外套辅助的感知和生物机械效应,以适应变化的任务需求
Jinwon Chung1, D Adam Quirk2, Jason M Cherin2
1John a. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University, Boston, MA, USA. jinwon.chung16@gmail.com.
背部外骨架可能会扰乱运动,但自适应控制器可以改善用户的感知,减少肌肉疲劳. 重量-方向-角度适应 (WDA-ADPT) 外骨架为预防背部伤害提供了最佳的生物机械和感知效益.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 人与计算机的交互
- 人体工程学就是人体工程学.
背景情况:
- 职业背部伤害是一个重大问题,背部外骨显示出预防的希望.
- 现有的外骨可以阻碍自然运动,导致用户负担和潜在的遗弃.
- 适应性外骨控制器的感知益处仍然未得到充分探索.
研究的目的:
- 研究背部外骨架不同适应控制器的感知和生物机械效应.
- 为了比较一个非辅助的SLACK套装与三个自适应控制器:重量方向角度自适应 (WDA-ADPT),方向角度自适应 (DA-ADPT) 和角度自适应 (A-ADPT).
- 为了确定控制器的适应性如何影响用户的感知和生物力学负载在一个盒子转移任务.
主要方法:
- 十五名参与者执行了一个盒子转移任务,使用可变的盒子重量 (2,8,14公斤).
- 四个外骨控制器进行了测试:SLACK套装 (无辅助),WDA-ADPT,DA-ADPT和A-ADPT.
- 收集的数据包括来自调查的感知分数和背部延伸肌 (BE) 肌肉活动的生物力学测量.
主要成果:
- WDA-ADPT获得了最高的感知得分 (88%),并将BE肌肉幅度的峰值降低了10.1%.
- DA-ADPT显示较低的感知得分 (76%) 和峰值BE减少 (8.5%).
- A-ADPT导致了最低的感知分数 (55%),尽管最大的BE减少 (17.3%),可能是由于部限制和不匹配的辅助水平.
结论:
- 扩大外骨架辅助以匹配任务需求对于增强生物机械效益至关重要.
- 能够准确感知任务参数的自适应控制器,如WDA-ADPT,显著提高用户对设备适用性的感知.
- 优化适应能力可以减轻运动中断,并增加外骨架采用伤害预防的可能性.
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