自适应负阻尼控制用于用户依赖的多地形行走辅助的髋部外骨骼
摘要
髋部外骨骼以其在多种场景下辅助用户的多功能性而闻名。然而，当前的辅助策略往往缺乏适应个体行走模式和多样化运动环境的灵活性。在本工作中，我们提出了一种新颖的控制策略，用于调节人机外骨骼系统的机械阻抗。我们将髋部辅助力矩设计为自适应虚拟负阻尼，能够在向系统注入能量的同时，允许用户保持控制并自愿参与运动。对五名健康受试者的实验表明，与自由行走相比，我们的控制器降低了行走的代谢成本（平均降低7.2%），并保持了下肢运动学特征。此外，我们的方法在整个步态周期中实现了来自外骨骼的最小功率损耗（总功率中负机械功率占比低于2%），确保与用户运动同步。此外，我们使用贝叶斯优化来调整辅助强度，并实现多地形环境间的无缝适应与过渡。我们的策略在所有条件下均实现了高效的功率传输。我们的方法展示了一种个性化、可适应且简洁的髋部外骨骼控制器，推动了可行、自适应且依赖用户的控制律的发展。
引用
@article{arxiv.2503.03662,
title = {Adaptive Negative Damping Control for User-Dependent Multi-Terrain Walking Assistance with a Hip Exoskeleton},
author = {Giulia Ramella and Auke Ijspeert and Mohamed Bouri},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.03662},
year = {2025}
}
备注
Copyright 2025 IEEE. Personal use of this material is permitted. Permission from IEEE must be obtained for all other uses, in any current or future media, including reprinting/republishing this material for advertising or promotional purposes, creating new collective works, for resale or redistribution to servers or lists, or reuse of any copyrighted component of this work in other works