适应性消极缓冲控制用于用户依赖的多地形行走辅助,使用部外骨架

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
• 人与机器的互动 人与机器的互动

背景情况:

• 目前的关节外骨在与个性化辅助和环境适应方面扎.
• 现有的控制策略往往无法适应个人的步态模式和不同的地形.

研究的目的:

• 为关节外骨架开发一种新的适应性控制策略,以调整机械阻抗.
• 创建一个注入能量的控制器,同时允许用户控制和自愿贡献.
• 使用贝叶斯优化实现无适应多地形环境.

主要方法:

• 设计的部辅助扭矩作为适应性虚拟负阻尼.
• 实现了贝叶斯优化,用于适应性辅助强度调整.
• 在5名健康受试者身上进行实验,以评估控制者.

主要成果:

• 与自由行走相比,步行的代谢成本平均减少了7.2%.
• 保持了下肢动力学,并确保了同步的用户-外骨动作.
• 展示了极小的外骨功率损失 (<2%) 和在地形上有效的功率传输.

结论:

• 这款新的控制器为关节外骨架提供了个性化,可适应和简单的帮助.
• 该战略推动了用户依赖的控制法律的发展,以提高流动性.
• 适应性阻抗控制策略证明了对节能和可适应的外骨架辅助的有效性.