软机器人执行器的设计和评估,具有非侵入性的基于视觉的曲测量
Narges Ghobadi1, Witold Kinsner2, Tony Szturm3
1Department of Mechanical Engineering, Price Faculty of Engineering, University of Manitoba, Winnipeg, MB R3T 5V6, Canada.
Sensors (Basel, Switzerland)
|July 12, 2025
概括
这项研究引入了一种新型的软气动执行器,具有双腔室,用于康复中独立的手指关节运动. 视觉系统可以在没有硬件传感器的情况下准确地测量关节角度,从而使先进的辅助设备成为可能.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 康复技术 康复技术 康复技术
背景情况:
- 软气动执行器为康复提供了合规和安全的交互.
- 准确的,非侵入性的关节角度测量对于有效的康复机器人至关重要.
- 现有的传感器系统可能很复杂,并增加可穿戴设备的批量.
研究的目的:
- 设计和评估一个具有独立曲室的新型软气动执行器.
- 开发和验证无传感器,基于视觉的实时关节角度测量系统.
- 评估执行器在康复应用中的性能.
主要方法:
- 一个双室软气动执行器被设计用于独立的关节执行.
- 基于深度学习模型的基于摄像头的系统用于关节定位和角度估计.
- 实验评估测量了曲角度和抓力.
主要成果:
- 执行器实现了显著的曲角度:MCP关节为105°,PIP关节为95°.
- 记录了一个9.3N的抓力.
- 视觉系统在捕捉关节曲角度方面达到98%的精度.
结论:
- 拟议的软气动执行器可以独立执行用于康复的关节.
- 无传感器视觉系统提供准确而非侵入性的关节角度测量.
- 这项技术在先进的康复和人机交互应用中显示出前途.
