动态机动同步和下肢外骨架的模糊控制与身体重量支持,用于积极跟随人类操作员

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
• 控制系统 控制系统

背景情况:

• 目前的机器人外骨架在步行训练和运动增强方面都在努力与人类水平的运动性能相匹配.
• 实现动态运动同步和人类跟随对于有效的外骨架辅助至关重要.

研究的目的:

• 为下肢外骨架提出一个涉及人类操作员的动态运动同步控制框架.
• 为了使外骨能够积极跟随人类的步伐,并以重力支持进行增强的训练.

主要方法:

• 设计了一个人类运动捕捉系统,使用操作员移动的五环模型.
• 采用全身远程操作来将人类控制智能传输到外骨.
• 利用线性反转 (LIP) 模型来获得人类操作员的分歧运动组成部分 (DCM).
• 应用动态相似性来生成用于外骨同步的参考DCM.
• 开发了一个基于模糊的自适应控制器来跟踪同步轨迹,解决机器人的不确定性和输入和.

主要成果:

• 成功演示了一种能够实现动态运动同步的机器人外骨系统.
• 拟议的框架有效地复制了外骨控制中的人类水平运动技能.
• 实验结果验证了基于模糊的自适应控制器在跟踪同步轨迹方面的有效性.

结论:

• 开发的控制框架显著提高了下肢外骨的能力,用于步行训练和运动增强.
• 人类操作员参与的控制是实现自然和有效的外骨辅助运动的关键.
• 该系统有望改善康复和辅助技术.