面向运动控制的矢量控制正扭手外骨骼
机器人学
2025-04-24 v1 系统与控制
图像与视频处理
系统与控制
摘要
本文提出了一种 AI 视觉控制的正扭手外骨骼的设计与实现，以增强捐躯者和助行者功能，适用于手部运动受限者。该系统利用 Google Coral Dev Board Micro 配合 Edge TPU 实现实时目标检测，使用在六类数据集上训练的定制 MobileNet\_V2 模型。外骨骼自主检测物体、估计距离，并触发气动驱动进行抓取和释放任务，无需传统 EMG 系统中针对个体化校准。设计注重紧凑性，内置电池，实现 8 小时续航。实验结果显示 51ms 的推理速度，显著优于前代产品，尽管在不同光照条件和物体姿态下模型鲁棒性仍面临挑战。虽然最新的 YOLO 模型 (YOLOv11) 显示出 15.4 FPS 的潜力，但量化问题阻碍了部署。该原型机凸显了面向实际助行应用的视觉控制外骨骼的可行性，在便携性、效率和实时响应方面取得平衡，同时指出了模型优化和硬件微型化的未来方向。
引用
@article{arxiv.2504.16319,
title = {Vision Controlled Orthotic Hand Exoskeleton},
author = {Connor Blais and Md Abdul Baset Sarker and Masudul H. Imtiaz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.16319},
year = {2025}
}