在人机假肢交互中提高机器人的透明度,以减轻地形误识错误
I-Chieh Lee1, Ming Liu1, He Huang1
1Department of Biomedical Engineering, North Carolina State University, Raleigh, NC, USA.
IEEE transactions on medical robotics and bionics
|August 29, 2025
概括
提供对假肢膝盖运动的提前通知有助于截肢者预测变化,提高对可穿戴机器人的控制和信任. 这有助于人类与机器的协作,
科学领域:
- 机器人技术
- 生物力学
- 人与计算机的交互
背景情况:
- 人与机器人的有效合作需要清晰的沟通,
- 由于对机器人运动变化的意识有限,
- 需要提高假肢控制器的透明度,以提高用户的适应性和安全性.
研究的目的:
- 通过提前通知移动方式的变化,提高假肢控制器的透明度.
- 调查传腿截肢者 (TFA) 的机器错误通知的最佳时间.
- 了解TFA如何弥补假膝关节的错误以及机器人腿的反应.
主要方法:
- 五名腿部截肢者在跑步机上行走时使用设计的膝盖假肢.
- 通过切换移动模式 (跑步机到楼梯上升) 引入了模拟地形错误识别.
- 用户的偏好和对通知的回应通过问卷和步态分析进行了评估.
主要成果:
- 在机器人移动模式变化前大约650毫秒的通知大大减少了机器人错误的影响.
- TFAs补偿了错误,导致假肢膝盖错误的大小增加,但改善了平衡稳定性.
- 加强透明度系统有助于预期调整,改善步态和安全性.
结论:
- 提前通知假肢的意图提高了可预测性和用户对可穿戴机器人的信心.
- 提高透明度可以进行更好的预测控制,这对于安全有效的人机交互至关重要.
- 这种方法证明了提高智能假肢的用户信心和性能的可行方法.
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