通过完整的四肢增强行走对称性 运动映射控制关节脱节假肢的控制
Shengli Luo1, Xiaolong Shu1, Jiahao Du1
1School of Health Science and Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China.
Biomimetics (Basel, Switzerland)
|October 28, 2025
概括
这项研究引入了一种动力关节假肢,具有一种新的控制策略,以改善截肢者的步态对称性. 该系统显著增强了自然,仿生运动,并减少了步态异常.
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:
- 传统的关节脱节假肢会导致步行异常,原因是腿部起重扭矩有限,依赖骨盆运动.
- 开发先进的假肢控制对于恢复自然步态和改善截肢者的移动性至关重要.
研究的目的:
- 介绍动力关节脱节假肢的映射控制策略.
- 为了增强步态对称性,并实现截肢者的生物模拟轨迹控制.
主要方法:
- 实施了一种基于四子的方法,用于关节动力学.
- 训练了一个封闭的循环单元 (GRU) 神经网络来建模四肢动力学关系.
- 进行验证和比较步行测试,以评估假肢性能.
主要成果:
- 在3.0公里/小时的预测和实际运动之间实现了高轨迹相似性 (98.12%).
- 与传统假肢相比,部曲角度有84.00%的改善.
- 观察到步伐对称 (23.21%和19.28%) 和部轨迹对称 (68.07%和47.59%) 的显著改善.
结论:
- 基于GRU的动力映射模型为动力假肢提供了强大的轨迹预测.
- 开发的动力假肢显著改善了步态对称性,为关节切除截肢患者提供了更自然和仿生运动.


