Wearable Robotics中基于双变量力量表征的人体-机器人交互

理解与可穿戴机器人相互作用的物理特性至关重要，以确保其安全与舒适性。然而，这一相互作用在两个关键方面具有复杂性：（1）所涉及的运动，（2）软组织的非线性行为。为更好地理解此类相互作用并改进物理界面或手套的定量指标，已采取多种方法。鉴于这两个主题紧密相关，有限的建模和软组织表征为理解手套诱导的压力分布和剪切应力提供了宝贵的见解。然而，当前的表征方法通常依赖于沿一个自由度的单个拟合变量，这限制了其适用性，因为与可穿戴机器人相互作用的情形常涉及多个自由度。为克服这一限制，本文引入一种双变量表征方法，涉及法向力和切向力，旨在识别可靠的材料参数并评估单变量拟合对力和扭矩响应的影响。该方法通过分析不同情景和材料模型中的归一化均方误差（NMSE），展示了将两个变量纳入表征过程中具有重要性，为以最接近可穿戴机器人与用户之间人类力臂相互作用的水平进行仿真提供了基础。