機敏な動力義足の連続的に変化するアクティビティでの移動制御

このプロジェクトの全体的な目標は、連続的に変化する移動運動における人間の関節の生体力学をモデル化し、動力付き膝上プロテーゼの適応制御を可能にすることです。 膝上切断者は、積極的な機械的作業や積極的な制御が不足しているため、従来の義足では日常生活のさまざまな活動を行うのに苦労することがよくあります。 新しい電動義足には、これらの欠けている機能を実行できるモーターが搭載されていますが、ユーザーが経験する生体力学はこれらのモーターの制御に依存します。 プロテーゼがユーザーと環境の両方と相互作用する方法は、関節インピーダンス、つまり関節の動きとトルクの関係によって制御できます。 人工関節のインピーダンスは通常、限られた個別の活動セット内での歩行の個別の段階の剛性、粘性、平衡角によって定義されますが、このフレームワークでは定常状態の活動の連続的な変化（例：異なる速度/傾斜での歩行）は許可されません。 ）またはアクティビティ間の継続的な移行（例：歩いて階段を上る）。 このプロジェクトの中心的な仮説は、可変関節インピーダンスは、位相変数とタスク変数と呼ばれる測定可能な量に基づく連続モデルによってパラメータ化できるということです。 このプロジェクトでは、機械学習を使用して、位相/タスク空間にわたる関節摂動応答を含む健常者のデータから可変インピーダンス関数を特定し、生物学的値に向けてソリューションをバイアスします。 結果として得られるインピーダンス モデルは、位相およびタスク変数のリアルタイム推定とともに使用され、アクティビティ全体にわたってカスタムの電動膝足首プロテーゼと Ossur PowerKnee を制御します。 この臨床試験には、以下の人体被験者の実験が含まれます。

目的 1.3: N=5 人の健常者の被験者が、歩行および階段コントローラーの初期テストのために募集されます。 動力付き膝足首プロテーゼが満足のいく性能を達成したら、N=5 人の切断患者を登録して、これらのコントローラーを検証します。

目的 2.3: N=5 人の健常者が、座位から立位および歩行から階段への移行コントローラーの初期テストに募集されます。 動力付き膝足首プロテーゼが満足のいく性能を達成したら、N=5 人の切断患者を登録して、これらのコントローラーを検証します。

目的 3.1: N=5 人の切断患者が電動補綴コントローラの臨床インターフェイスを検証するために登録されます。

目的 3.2: PowerKnee へのコントローラーの移動を検証するために、N=5 人の切断患者が登録されます。

目的 3.3: N=10 人の切断患者が、PowerKnee を使用した場合の持久力と対称性の結果を、持ち帰り用の義足と比較して調査する研究に登録されます。