为肌肉骨康复系统的自适应运行平台开发控制算法

科学领域:

• 康复工程 康复工程 康复工程
• 生物力学 生物力学
• 人与计算机的交互

背景情况:

• 适应性跑步机对于现代肌肉骨康复至关重要,它提供基于用户运动分析的自动速度调节.
• 目前的系统在控制 (手动与自动) 和硬件配置方面存在差异,影响用户稳定性和培训效率.

研究的目的:

• 实验性比较适应性跑步机的控制功能,用于肌肉骨康复.
• 评估硬件配置和跟踪系统对用户稳定性和流程顺性的影响.
• 为了确定适应式跑步机控制功能的最佳参数.

主要方法:

• 调查了两个跑步平台 (不同长度,有/没有扶手) 和两个追踪系统 (VR追踪器,计算机视觉与MediaPipe Pose).
• 评估了三个控制函数:线性,非线性和比例-积分-导数 (PID).
• 使用一种质量控制标准,整合了像位置稳定性,瞬态过程持续时间/幅度和主观用户评估等指标.

主要成果:

• 使用VR追踪器的线性控制功能和使用计算机视觉 (MediaPipe Pose) 的PID功能被认为是最佳的.
• 在跑步机工作区域长度,用户舒适度和系统性能之间建立了关系.
• 制定了关于跑步机平台长度,跟踪系统选择和控制功能参数的建议.

结论:

• 这些发现为开发具有改进控制算法的适应性康复模拟器提供了实际指导.
• 优化的控制确保了更流,更稳定的跑步机运动,提高了用户的舒适性,效率和康复中的安全性.
• 建议支持设计先进的肌肉骨康复系统.