基于人体示范与交互学习的上肢外骨骼机器人安全个性化运动规划

上肢外骨骼机器人的一个典型应用是部署于康复训练，帮助患者恢复操作能力。然而，由于患者并非总能跟随机器人，训练过程中可能出现安全问题。因不同患者间存在差异，个性化方案对于确保机器人适应患者特定状况（如运动习惯）从而保障有效性也十分重要。为满足该需求，本文提出一种用于上肢外骨骼机器人的新运动规划方案，其利用人体示范与交互学习驱动机器人提供定制化、安全且个性化的辅助。具体而言，机器人首先从一组健康受试者中学习，通过概率运动基元（ProMP）生成参考运动轨迹；随后在训练过程中向患者学习，以在移动安全区域内进一步塑形轨迹。交互数据被迭代反馈至 ProMP 以强化个性化特征，只要训练过程持续便如此。机器人在变阻抗模型下跟踪个性化轨迹以实现辅助。最后，本文给出实验结果以验证所提控制方案。