基于计算机视觉的髋部外骨骼环境自适应辅助调制
机器人学
2022-11-29 v1
摘要
正如视觉在人类引导适应性行走中起着基础性作用一样，在设计步行辅助技术的控制策略时，计算机视觉可以在执行基于环境的辅助调制时带来实质性改进。在本研究中，我们开发了一种髋部外骨骼控制器，能够通过使用RGB相机区分三种不同的步行地形，并相应地调整辅助。该系统在七名健康参与者中进行了测试，他们在包含楼梯与平地的地面路径上行走。受试者在三种条件下执行任务：外骨骼禁用（Exo Off）、恒定辅助模式（Vision Off）以及辅助调制（Vision On）。我们的结果表明，该控制器能够实时对用户前方的路径进行快速分类，每个类别的总体准确率超过85%，并据此执行辅助调制。与对用户影响相关的评估表明，Vision On 优于其他两种条件：我们获得的代谢节省显著高于 Exo Off，在爬楼梯时峰值约为-20%，在整体路径中约为-16%；并且在上楼或下楼时优于 Vision Off。该领域的这些进展有望推动轻量级步行辅助技术在现实生活场景中的应用向前迈进一步。
引用
@article{arxiv.2211.15346,
title = {Environment-based Assistance Modulation for a Hip Exosuit via Computer Vision},
author = {Enrica Tricomi and Mirko Mossini and Francesco Missiroli and Nicola Lotti and Michele Xiloyannis and Loris Roveda and Lorenzo Masia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.15346},
year = {2022}
}