用于连续运动学和阻抗控制的临床调谐框架——针对动力学-阻抗混合控制的可变坡度行走和坐站转换

配置义肢是体型调整过程的一部分，但多模态驱动半人马制动踝关节义肢的个性化调整往往难以在临床环境中实现。本文既发展了技术手段，使其能够针对可变坡度行走和坐站转换对混合运动学-阻抗控制器进行个性化调整，又开发了直观的临床调谐界面（Clinical Tuning Interface, CTI），允许义肢师直接修改控制器行为。利用已建立的方法预测运动学行走个体化特征，并提出一种新的并行方法预测动力学个体化特征，我们仅使用水平地面行走数据对关节阻抗（站立阶段）和运动学（摆动阶段）进行连续相/任务模型的个性化调整。为充分利用此方法，我们开发了一个CTI，将常见的临床调谐参数转换为行走和坐站控制器的模型调整。随后我们进行了一项案例研究，在模拟的临床会话中进行坐站转换和水平行走，义肢师迭代调谐了一名肢体功能受损者的动力学义肢，从而自动校准了坡度/下坡行走特征。义肢师在20分钟内完成了多活动义肢控制器的调谐。每次调谐迭代（即观察、参数调整和模型重新处理）在行走时平均为2分钟，在坐站时平均为1分钟。调谐后的行为变化在命令义肢扭矩中得以体现，既体现于手动调谐的任务，也体现于自动调谐的任务（坡度）。本文提出的临床调谐界面简化了多模态机器人义肢腿的调谐过程，将所需时间从数小时缩短至仅20分钟，从而提高了临床可行性。