基于人类在环优化的帮助-必要性髋部外骨骼控制用于步幅不对称性校正
机器人学
2025-03-25 v1
摘要
步幅不对称是中风后行走不对称的显著临床特征，导致大多数中风幸存者活动受限及其生活质量的长期负面影响。尽管已开发了各种外骨骼控制方法用于机器人辅助行走康复，但鲜有关注遵循“按需帮助” (AAN) 原则纠正中风患者步幅不对称的控制方法，且仍然具有将外骨骼与具有部分运动控制能力的中风患者之间适当共享控制的挑战。鉴于此，本文提出了一种遵循 AAN 原则的髋部外骨骼控制方法，结合人类在环优化用于中风患者步幅不对称校正。为实现 AAN 概念，设计了用于实时评估受试者步行表现和主动参与度的目标函数，考虑了自然人体运动的可变性，并引导在受试者特定的基础上进行在线控制参数调优。如此一来，患者被激励尽可能多地参与运动，从而最大化后中风行走康复的效率和效果。最后，我们对在健康受试者上进行的人工步幅失调的实验研究表明，所提出的 AAN 控制是可行且有效的。首次从生物力学角度验证了 AAN 控制可提高人类主动参与度的常见假设。
引用
@article{arxiv.2503.18051,
title = {Assist-as-needed Hip Exoskeleton Control for Gait Asymmetry Correction via Human-in-the-loop Optimization},
author = {Yuepeng Qian and Jingfeng Xiong and Haoyong Yu and Chenglong Fu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.18051},
year = {2025}
}