通过移动协作机器人的辅助提升站立平衡性能
机器人学
2023-05-17 v2
摘要
本文介绍了一个机器人系统的设计与开发，用于为老年人或患有共济失调、帕金森等神经系统疾病的人群提供物理辅助。具体而言，我们提出使用带有交互辅助全身界面的移动协作机器人，来帮助无法维持平衡的人。该机器人系统由一个全向移动底座、一个高负载机械臂以及一个作为支撑把手并测量人体交互力的导纳型界面组成。人体姿态平衡通过身体质心（CoM）到代表准静态压力中心（CoP）的支撑多边形（SP）的投影来估计。针对交互力及人体姿态跟踪，机器人可在平衡丧失时产生辅助力以恢复平衡；否则，在正常站立或行走期间，它通过耦合臂与底座运动以最小或无对抗力跟随用户。作为平衡恢复策略，我们提出两种策略，并在健康人类受试者的实验室环境中进行评估。随后给出并讨论了一项 12 名受试者实验的定量与定性结果，比较了两种策略及整体系统的性能。
引用
@article{arxiv.2109.12038,
title = {Improving Standing Balance Performance through the Assistance of a Mobile Collaborative Robot},
author = {Francisco J. Ruiz-Ruiz and Alberto Giammarino and Marta Lorenzini and Juan M. Gandarias and Jesus M. Gomez-de-Gabriel and Arash Ajoudani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.12038},
year = {2023}
}
备注
8 pages, 5 figures, accepted at IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA 2022), video available at: https://www.youtube.com/watch?v=zPE_YKJCy-s