Powered Hip Exoskeleton Assistance Study

Az egyik jelentős kihívás az exoskeletonokkal való közösségi mozgás megvalósításában egy olyan adaptív vezérlőrendszer biztosítása, amely sokféle mozgásszervi feladat elvégzésére szolgál. Napjainkban számos külső csontvázat úgy fejlesztettek ki, hogy nem ismerik részletesen az eszköz emberi mozgásszervi rendszerre gyakorolt ​​hatását. A tanulmány annak a kérdésnek a feltárásában érdekelt, hogy a vezérlőrendszer hogyan hat az emberi biomechanikára, beleértve a kinematikai, kinetikai és izomaktivációs mintákat. Az emberi biomechanikán alapuló exoskeleton vezérlők optimalizálásával és a vezérlés feladaton alapuló adaptálásával ez a munka a legnagyobb előnyt nyújthatja a betegek számára, és előmozdíthatja a segítő csípő-exoskeletonok korszerűségét. Az alsó végtagok segítő technológiájának előnyeit élvező nagy betegpopuláció a stroke túlélői, ez az a populáció, amelyet ez a javaslat megcéloz. A járási képességüket visszanyerő stroke-túlélők egyik közös jellemzője, hogy a csípőizmok túlterheltek a disztális gyengeség miatt. A kutatók egy motoros csípő-exoskeleton használatát javasolják proximális izomzatuk növelésére, amelynek jelentős teljesítményt kell produkálnia a legtöbb mozgási tevékenység során, mint például felállás, séta, lépcsőn vagy lejtőn való feljutás. A stroke-túlélők másik biomechanikai vonatkozása az aszimmetrikus járás kinematikai, kinetikai és izomaktiválási szempontból. A kutatócsoport azt vizsgálja, hogy milyen exoskeleton segítség a legelőnyösebb a stroke-túlélők számára a közösségi mozgás javítása érdekében. A hipotézis az, hogy mivel a járás aszimmetrikus, a vezérlőnek aszimmetrikusnak kell lennie ahhoz, hogy optimális segítséget nyújtson a mobilitás elősegítéséhez. A csoport hosszú távú kutatási célja olyan meghajtású segítő exoskeleton eszközök létrehozása, amelyek nagy értéket képviselnek a súlyos alsó végtagi fogyatékkal élők számára azáltal, hogy javítják a klinikai eredményeket, például a járási sebességet és a közösségi mozgásképességet. A javasolt projekt átfogó célja egy adaptív kontrollerrel ellátott csípő-exoskeleton használatának biomechanikai hatásainak tanulmányozása az alsó végtag-deficitben szenvedő stroke-túlélők segítésére, hogy javítsák közösségi mozgási képességeiket. Mindkét célt átfogó központi hipotézis az, hogy a környezeti domborzathoz alkalmazkodó exoskeleton-szabályozás javítja az emberi exoskeleton-használók mobilitási mutatóit a közösségi vándorlási feladatok során. Az indoklás az, hogy mivel az emberi biomechanika a feladatok függvényében változik, az exoskeleton vezérlőknek is optimalizálniuk kell segítségnyújtási szintjüket, hogy megfeleljenek az ember tevékenységének. A javasolt tanulmány első célja annak meghatározása, hogy a környezethez alkalmazkodó exoskeleton kontroll milyen előnyökkel jár a közösségi mozgásképesség javítása érdekében. A csapat korábban tervezett és alaposan tesztelt egy autonóm csípő-exoskeletont futópadon, ép testű alanyokon. A nyomozók azt tervezik, hogy az irányítási keretüket kiterjesztik a föld feletti gyaloglásra, és hangolják a segítség nagyságát és az időzítési szinteket, hogy lehetővé tegyék a hatékony mozgást a lépcsőkön és a rámpákon újszerű terepparkjukon. A kutatók azt tervezik, hogy összehasonlítanak egy olyan vezérlőt, amely a mozgási feladaton alapuló segítségnyújtási stratégiáját egy statikus vezérlőhöz igazítja, valamint nem viseli az exoskeletont. Ennek a célnak az elsődleges hipotézise az, hogy a környezeti terephez alkalmazkodó exoskeleton-szabályozás javítja a mobilitási mutatókat, például a feladatvégzési sebességet az emberi exoskeleton-felhasználók számára a közösségi vándorlási feladatokban. E célok várható eredménye a biomechanikai és klinikai hatások jobb megértése a robot exoskeleton csípőtámogatás alkalmazása során olyan közösségi mozgási feladatokban, mint a föld feletti séta, rámpák és lépcsők. Ez a munka alapja lesz a vezérlők optimalizálásának szélesebb körű tervezett tanulmányának, hogy javítsák a járássérültek biomechanikáját motoros csípő autonóm exoskeletonok segítségével.