作为软体超级肢体用于老年人坐站辅助的机器人拐杖

许多研究者已将机器人视为许多发达国家和发展中国家面临的人口老龄化的潜在解决方案。若是如此，我们应如何通过设计来解决老年辅助机器人的认知接受度与环境控制问题？本文提出了一种探索性的环境式超级肢体（Supernumerary Robotic Limb，额外机器人肢体）系统设计，包含用于居家运动辅助的气动驱动机器人拐杖、用于柔顺人机交互的充气背心，以及用于环境意图检测的深度传感器。所提系统旨在为老年人在床边、椅上和马桶上的居家坐站转换过程中提供主动辅助。我们提出了一种带线性拐杖机器人的改进生物力学模型以实施闭环控制。我们验证了所提环境式超级肢体系统的设计可行性（包括该生物力学模型），结果表明其在降低下肢负荷与老年人跌倒风险方面具有优势，但基于深度感知的检测精度及模型调整仍需未来进一步研究。尽管如此，我们总结了经验性准则，以支持用于下肢功能增强的老年辅助超级肢体系统的环境式设计。