Aangedreven Heup Exoskelet Assistentie Studie

Een belangrijke uitdaging bij het bereiken van gemeenschapsambulance met exoskeletten is het bieden van een adaptief controlesysteem om een ​​breed scala aan locomotorische taken uit te voeren. Veel exoskeletten worden tegenwoordig ontwikkeld zonder een gedetailleerd begrip van het effect van het apparaat op het menselijk bewegingsapparaat. De studie is geïnteresseerd in het onderzoeken van de vraag hoe het controlesysteem de menselijke biomechanica beïnvloedt, inclusief kinematische, kinetische en spieractiveringspatronen. Door exoskeletcontrollers te optimaliseren op basis van menselijke biomechanica en controle aan te passen op basis van taak, zal dit werk patiënten het grootste voordeel kunnen bieden en de state-of-the-art vooruit helpen met ondersteunende heup-exoskeletten. Een grote patiëntenpopulatie die baat zou kunnen hebben bij ondersteunende technologie voor de onderste ledematen, zijn overlevenden van een beroerte, en dat is de specifieke populatie waarop dit voorstel zich richt. Een gemeenschappelijk kenmerk van overlevenden van een beroerte die weer kunnen lopen, is dat de heupspieren overbelast raken als gevolg van distale zwakte. De onderzoekers stellen voor om een ​​aangedreven heup-exoskelet te gebruiken om hun proximale musculatuur te versterken, die een aanzienlijk vermogen moet produceren bij de meeste voortbewegingsactiviteiten, zoals opstaan, lopen en trappen of hellingen opgaan. Een ander biomechanisch aspect van overlevenden van een beroerte is een asymmetrisch looppatroon in termen van kinematica, kinetiek en spieractivaties. Het onderzoeksteam zal onderzoeken wat voor soort exoskelethulp het meest gunstig is voor overlevenden van een beroerte om de mobiliteit van de gemeenschap te verbeteren. De hypothese is dat, aangezien de gang asymmetrisch is, de controller asymmetrisch moet zijn om optimale ondersteuning te bieden om te helpen bij de mobiliteit. Het langetermijnonderzoeksdoel van de groep is het creëren van aangedreven ondersteunende exoskeletten die van grote waarde zijn voor personen met ernstige handicaps aan de onderste ledematen door klinische resultaten zoals loopsnelheid en mobiliteit van de gemeenschap te verbeteren. Het algemene doel van het voorgestelde project is het bestuderen van de biomechanische effecten van het gebruik van een exoskelet van de heup met adaptieve controllers voor het helpen van overlevenden van een beroerte met stoornissen in de onderste ledematen om hun mobiliteitsmogelijkheden in de gemeenschap te verbeteren. De centrale hypothese die beide doelen overkoepelt, is dat exoskeletcontrole die zich aanpast aan het omgevingsterrein, de mobiliteitsstatistieken zal verbeteren voor menselijke exoskeletgebruikers bij ambulante taken in de gemeenschap. De grondgedachte is dat aangezien menselijke biomechanica verandert op basis van taak, exoskeletcontrollers ook hun ondersteuningsniveaus moeten optimaliseren om te passen bij wat de mens doet. Het eerste doel van de voorgestelde studie is om het voordeel te bepalen van exoskeletcontrole die zich aanpast aan de omgeving voor het verbeteren van de mobiliteit van de gemeenschap. Het team heeft eerder een autonoom heup-exoskelet ontworpen en uitgebreid getest bij valide proefpersonen op een loopband. De onderzoekers zijn van plan hun controlekader uit te breiden tot lopen over de grond en de ondersteuningsniveaus en timingniveaus af te stemmen om efficiënte voortbeweging over trappen en hellingen in hun nieuwe terreinpark mogelijk te maken. De onderzoekers zijn van plan om een ​​controller die zijn assistentiestrategie aanpast op basis van voortbewegingstaak te vergelijken met een statische controller die het exoskelet niet draagt. De primaire hypothese voor dit doel is dat exoskeletcontrole die zich aanpast aan omgevingsterrein, mobiliteitsstatistieken zal verbeteren, zoals taakvoltooiingssnelheid voor menselijke exoskeletgebruikers bij gemeenschapsambulante taken. Het verwachte resultaat van deze doelen zal een beter begrip zijn van de biomechanische en klinische effecten bij het toepassen van heupondersteuning met een robotachtig exoskelet bij taken in het openbaar vervoer, zoals lopen over de grond, hellingen en trappen. Dit werk zal dienen als een fundamentele start voor een breder gepland onderzoek naar het optimaliseren van controllers om de biomechanica bij mensen met een loopbeperking te verbeteren met behulp van aangedreven heup-autonome exoskeletten.