从视觉到辅助：面向背部支撑外骨骼的基于注视与视觉的自适应控制
机器人学
2026-02-05 v1
摘要
背部支撑外骨骼被提出用于减轻工业搬运中的脊柱负荷，但其有效性关键取决于及时且情境感知的辅助。大多数现有方法要么依赖于负荷估计技术（例如 EMG、IMU），要么依赖于不直接控制辅助的视觉系统。在这项工作中，我们提出了一种用于主动式腰部职业外骨骼的视觉门控控制框架，该框架利用自我中心视觉与可穿戴注视追踪。所提出的系统集成了基于第一人称 YOLO 感知系统的实时抓取检测、用于任务推进的有限状态机，以及一个可变导纳控制器，用于根据姿态和物体状态调整扭矩输出。一项包含 15 名参与者的用户研究，在三种条件下（无外骨骼、无视觉外骨骼、有视觉外骨骼）执行弯腰举重任务，结果表明，视觉门控辅助显著降低了感知体力需求，并提高了流畅性、信任度和舒适度。定量分析显示，当启用视觉时，辅助更早且更强；而问卷结果证实了用户对视觉门控模式的偏好。这些发现凸显了自我中心视觉在增强背部支撑外骨骼的响应性、人体工学、安全性和接受度方面的潜力。
引用
@article{arxiv.2602.04648,
title = {From Vision to Assistance: Gaze and Vision-Enabled Adaptive Control for a Back-Support Exoskeleton},
author = {Alessandro Leanza and Paolo Franceschi and Blerina Spahiu and Loris Roveda},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.04648},
year = {2026}
}