一种用于改进动力式膝-踝假肢节律与非节律控制的相位变量方法
机器人学
2019-08-06 v3
摘要
尽管近期在多关节假腿的行走等节律任务控制方面取得了进展，但这些系统在非节律运动及一般现实世界机动动作方面的控制仍是一个开放问题。在本文中，我们开发了一种新控制器，能够完成节律性（恒速）行走、速度间和/或任务间转换，以及一些常见的随意腿部运动。我们引入了一种新的分段完整相位变量，其通过有限状态机构成我们控制器的基础。该相位变量由测量大腿角度构建，有限状态机中的转换通过感知足部接触以及标称参考步态轨迹的属性来表述。该控制器在动力式膝-踝假肢上实现，并由一名经股骨截肢受试者测试，其成功完成了广泛的节律与非节律任务，包括慢速与快速行走、急起急停、倒退行走、跨越障碍以及踢足球。与使用带回家的被动腿相比，使用动力腿在节律任务（包括踮脚和髋外展）中使截肢者的代偿在临床上显著降低。此外，在非节律任务的表现上也观察到显著改善。所提方法有望在统一框架下更好地理解节律与非节律运动，从而实现对多关节假肢在更广泛现实任务中更可靠的控制。
引用
@article{arxiv.1811.05414,
title = {A Phase Variable Approach for Improved Rhythmic and Non-Rhythmic Control of a Powered Knee-Ankle Prosthesis},
author = {Siavash Rezazadeh and David Quintero and Nikhil Divekar and Emma Reznick and Leslie Gray and Robert D. Gregg},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.05414},
year = {2019}
}