Driv höftexoskeletonassistansstudie

En betydande utmaning för att uppnå samhällsambulering med exoskelett är att tillhandahålla ett adaptivt kontrollsystem för att utföra en mängd olika rörelseuppgifter. Många exoskelett utvecklas idag utan en detaljerad förståelse av enhetens effekt på det mänskliga rörelseorganet. Studien är intresserad av att utforska frågan om hur kontrollsystemet påverkar människans biomekanik inklusive kinematisk, kinetik och muskelaktiveringsmönster. Genom att optimera exoskelettkontroller baserade på mänsklig biomekanik och anpassa kontroll utifrån uppgift, kommer detta arbete att kunna ge den största fördelen för patienterna och avancera det senaste med assisterande höftexoskelett. En stor patientpopulation som skulle kunna dra nytta av hjälpmedelsteknik för nedre extremiteter är strokeöverlevande, vilket är den specifika population som detta förslag riktar sig till. Ett vanligt kännetecken för strokeöverlevande som återfår sin förmåga att gå är att höftmusklerna är överbelastade på grund av distal svaghet. Utredarna föreslår att man ska använda ett motordrivet höftexoskelett för att förstärka sin proximala muskulatur, som måste producera betydande kraftuttag i de flesta förflyttningsaktiviteter som att stå upp, gå och gå uppför trappor eller sluttningar. En annan biomekanisk aspekt av strokeöverlevande är en asymmetrisk gång när det gäller kinematik, kinetik och muskelaktiveringar. Forskargruppen kommer att undersöka vilken typ av exoskeletthjälp som är mest fördelaktigt för strokeöverlevande för att förbättra samhällets ambulation. Hypotesen är att eftersom gångarten är asymmetrisk kommer kontrollanten att behöva vara asymmetrisk för att ge optimal assistans för att underlätta rörligheten. Gruppens långsiktiga forskningsmål är att skapa motordrivna exoskelettenheter som är av stort värde för individer med allvarliga funktionsnedsättningar i nedre extremiteter genom att förbättra kliniska resultat såsom gånghastighet och rörelseförmåga i samhället. Det övergripande syftet med det föreslagna projektet är att studera de biomekaniska effekterna av att använda ett höftexoskelett med adaptiva kontroller för att hjälpa strokeöverlevande med underben i nedre extremiteter att förbättra deras ambulerande förmåga i samhället. Den centrala hypotesen för båda målen är att exoskelettkontroll som anpassar sig till miljömässig terräng kommer att förbättra mobilitetsmåtten för mänskliga exoskelettanvändare vid ambulerande uppgifter i samhället. Skälet är att eftersom människans biomekanik förändras baserat på uppgift, måste exoskelettkontrollanter också optimera sina assistansnivåer för att matcha vad människan gör. Det första syftet med den föreslagna studien är att fastställa fördelarna med exoskelettkontroll som anpassar sig till miljön för att förbättra samhällets ambulerande förmåga. Teamet har tidigare designat och utförligt testat ett autonomt höftexoskelett hos friska personer på ett löpband. Utredarna planerar att utöka sin kontrollram till att gå över marken och justera assistansens storlek och timingnivåer för att möjliggöra effektiv förflyttning över trappor och ramper i deras nya terrängpark. Utredarna planerar att jämföra en kontrollenhet som anpassar sin assistansstrategi baserat på rörelseuppgift till en statisk kontrollenhet samt att inte bära exoskelettet. Den primära hypotesen för detta mål är att exoskelettkontroll som anpassar sig till omgivningens terräng kommer att förbättra mobilitetsmått såsom uppgiftsfullbordande hastighet för mänskliga exoskelettanvändare vid ambulerande uppgifter i samhället. Det förväntade resultatet av dessa mål kommer att vara en ökad förståelse för de biomekaniska och kliniska effekterna av att applicera höfthjälp med ett robotexoskelett vid ambulerande uppgifter i samhället såsom gång över jord, ramper och trappor. Detta arbete kommer att fungera som en grundläggande start för en bredare planerad studie av att optimera styrenheter för att förbättra biomekaniken hos gångsvaga med hjälp av drivna höftautonoma exoskelett.