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Updated: Sep 16, 2025

08:12
Experimental Methods to Study Human Postural Control
Published on: September 11, 2019
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关闭循环控制大辅助扭矩到未知的外部负载通过后背支持外骨架.
概括
这项研究适应了基于神经机械模型的控制器 (NMBC) 用于刚性背部支外骨架 (BSE),从而实现更高的辅助扭矩. 虽然减少了脊柱负荷,但增加了辅助在扭矩跟踪和稳定性方面提出了挑战.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 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:
- 目前的活跃后背支外骨架 (BSEs) 往往缺乏与用户的协同作用,因为它们不针对内部力量.
- 之前的工作引入了一个基于神经机械模型的控制器 (NMBC) 用于使用软外衣进行腰部 (L5/S1) 时刻辅助,但辅助限制尚不清楚.
研究的目的:
- 为了适应NMBC的刚性BSE提供更高的辅助扭矩.
- 调查增加辅助级别对用户生物力学和控制器在起重任务中的性能的影响.
主要方法:
- 适应NMBC的刚性活跃BSE,能够提供高达114.5Nm的辅助扭矩.
- 测试了三种辅助级别 (20%,50%,80%的估计L5/S1时刻),其中三名参与者进行了5公斤和15公斤负载的腰和腰提升.
- 与透明模式 (MINIMP) 和没有外骨 (NOEXO) 的性能进行比较.
主要成果:
- 与NOEXO相比,所有辅助条件都显著减少了L5/S1时刻,即使是严重的BSE.
- 随着援助水平的提高,人们观察到减少感知努力的趋势,尽管在统计学上并不显著.
- 较高的辅助扭矩导致扭矩跟踪和不稳定性的恶化,但系统适应了未知的负载和提升技术.
结论:
- 证明了使用NMBC的可行性,在刚性BSE中获得更大的支持.
- 强调了增加协助减少脊柱负荷的潜在好处.
- 确定了扭矩跟踪和稳定方面的挑战,需要进一步研究以优化人类外骨相互作用.

