下肢外骨骼机器人中虚拟环境的实现

本研究提出利用下肢外骨骼机器人实现多种虚拟环境，用于未来步态康复。该方法允许用户在主动行走时感受虚拟重力、浮力和阻力。虚拟环境包括四种流体条件：水、橄榄油、蜂蜜和花生酱，以及四种重力条件：地球、月球、火星和木星的重力。下肢外骨骼机器人的控制方法如下：首先，施加力矩反馈以控制外骨骼机器人与用户之间的交互力；其次，利用人体动力学方程和运动学数据实时计算参考力矩。八种环境通过EXOWheel（一种集成轮椅的下肢外骨骼机器人）实现。八名健康受试者在佩戴EXOWheel并连接肌电图传感器的情况下，在虚拟条件下主动行走。实验结果表明，肌肉力量信号根据重力、浮力和阻力效应发生了充分变化。盲测确认受试者能够可靠地区分全部八种虚拟环境。