科研

日常活动循环中的主动式假肢耐力评估

一项面向日常活动循环的耐力评估,考察主动式膝踝假肢在反复坐站、步行、坡道和楼梯任务中能否持续提供辅助,并揭示传统计时指标难以捕捉的耐力收益。

IEEE IROS 2023 耐力研究 中层控制 人体实验 主动式假肢
耐力评估中重复活动圈数对比的循环演示。
问题与贡献

传统计时测试可能忽略疲劳和持续可用性;耐力式评估能更直接地反映可穿戴机器人是否真的帮助用户完成反复日常活动。

我的角色

我参与了统一中层控制器和日常活动循环耐力评估方案的设计与验证。

挑战

计时的实验室指标难以反映假肢控制器是否真能支撑高强度的真实日常活动。

贡献

在反复坐站、步行、坡道和楼梯任务中评估持续运动能力。

本研究于密歇根大学 LocoLab 开展,导师为 Robert D. Gregg 教授。

评估方案
  1. 1 日常活动循环 将坐、站、步行、坡道与楼梯串成一个反复循环。
  2. 2 反复至疲劳 循环反复进行以考察持续使用,而非单次计时。
  3. 3 耐力读数 以用户能坚持多久来衡量表现。
佐证
总圈数超过 2 倍(案例研究)
耐力
反复日常活动
真实负荷
计时指标难以捕捉的收益
意义
受试者在多活动耐力测试路径中使用主动式假肢
四张实验室照片展示主动式假肢使用者在重复日常活动耐力路径中的坐立、楼梯和坡道任务。 Adapted from Best et al., IEEE/RSJ IROS 2023. © 2023 IEEE.
主动式假肢在日常活动中的时间分布结果
任务时间散点图比较被动假肢圈与机器人假肢圈在平地步行、坐下、坡道、楼梯、返回站立和总路径时间中的表现。 Adapted from Best et al., IEEE/RSJ IROS 2023. © 2023 IEEE.

技术栈

相位变量控制 阻抗控制 主动式假肢控制 生物力学与步态分析 临床实验设计
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