可穿戴机器人有望帮助老年人保持行动能力,帮助截瘫患者恢复活动能力。它们可以帮助人类变得更强壮、更快。但是,到目前为止,它们并不擅长防止人们跌倒。
人类平衡是一场复杂的舞蹈,即使是最先进的机器人和可穿戴设备,如机器人外骨骼,也难以复制我们的大脑和身体如何协同工作以保持直立。佐治亚理工学院和埃默里大学研究人员的一项新研究正在朝着解决平衡问题迈出第一步。
(资料图片)
在15月<>日发表在《科学机器人》杂志上的一篇论文中,该小组表明,踝关节外骨骼必须比我们的身体反应更快才能改善平衡。当外骨骼延迟施加力量时,参与者并没有恢复得更快,直到腿部和脚踝的肌肉同时激活以恢复平衡。
“令人惊讶的是,使用外骨骼的生理延迟辅助根本没有帮助,”乔治亚理工学院的博士后研究员Max Shepherd说,现在是东北大学的助理教授。“我对结果感到惊讶 - 惊喜。我认为这是一个非常迷人的结果。
该团队使用了Dephy Inc.的一双市售踝关节外骨骼靴进行研究。参与者穿上靴子,站在埃默里大学Lena Ting神经力学实验室的定制平台上。
研究人员突然移动了平台 - 他们称之为扰动 - 导致受试者失去平衡并恢复。他们测试了三种情况:没有外骨骼辅助,辅助延迟到与身体的自然反应一致,以及辅助比生理反应更快。他们报告说,在身体的自然反应之前传递脚踝外骨骼扭矩使受试者能够在不采取步骤的情况下承受 9% 更大的扰动;延迟扭矩并没有显示出任何改善。
“许多假肢或外骨骼是由来自人类佩戴者的生理信号驱动的,无论是他们的肌肉活动还是他们的大脑活动,”佐治亚理工学院和埃默里大学华莱士H. Coulter生物医学工程系教授兼麦卡米什基金会杰出Ting说。“你测量脚踝周围的肌肉,每当它继续时,你就会打开exo。这里的含义是,这不利于平衡。
正如合著者格雷格·萨维奇(Greg Sawicki)所说,这些发现为这些机器人工具“翻转了一点叙述”。
“主要的控制方法是窃取人类的反应,然后只是分层。我们在这项研究中展示的是,这绝对不够好,至少对于站立平衡而言,“乔治W.伍德拉夫机械工程学院和生物科学学院副教授Sawicki说。
谢泼德说,不能简单地跟随身体自身的反应来驱动外骨骼的激活,这使得制造一种可以帮助人们在现实世界中恢复平衡的设备变得更加困难。但它也为研究人员提供了令人兴奋的途径,包括使用机器学习方法来检测和响应扰动。
身体对失去平衡的反应只需要150毫秒左右,所以脚踝外骨骼有一个非常小的窗口来激活,如果它们要击败生理反应。在他们的实验中,该团队使用类似于智能手机中的加速度计来跟踪扰动期间脚的加速度并触发exo靴的激活。
注入某种形式的机器学习的更智能的控制器最终可能是有希望的。但是,有趣的是,为这些算法提供数据可能需要远远超出脚踝。
研究人员报告说,来自外骨骼的人工快速辅助破坏了脚踝的初始运动,即使无论靴子是否激活,肌肉活动都是一致的。事实上,脚踝处的局部信号会导致外骨骼在错误的方向上提供扭矩,这会更加不稳定。
该团队表示,这支持了这样一种观点,即肌肉不仅由脚踝的局部感觉信息驱动,而且由来自全身的信息驱动。
Ting说,近50年前的研究表明,全球生理信号在预测身体的平衡纠正行为方面比仅来自脚踝和腿部的局部信息更好。但这些研究还没有以这种方式进行测试。
“这个想法是,你的质心,基本上是你整个身体的净运动,驱动着脚踝肌肉需要做的事情,”Ting说,他也是埃默里大学康复医学系的教授。“我喜欢我们的发现,他们使1970年代的故事现代化,并以非常清晰和适用的术语展示它。我喜欢这个exo现在可能是我们实验室的一个实验设备,可以实际演示当本地信号与全局信号冲突时使用哪个信号。
除了Ting,Sawicki和Shepherd之外,该研究的作者还包括Sawicki实验室的博士后研究员,现在是德克萨斯大学奥斯汀分校的助理教授Owen Beck;埃默里研究工程师里什·拉斯托吉;博士后乔瓦尼·马蒂诺(Giovanni Martino),他即将成为帕多瓦大学的助理教授。
“有一件事非常特别,那就是我们能够提出一个关于外骨骼和人类之间相互作用的非常具体的问题,并更多地了解外骨骼如何帮助或破坏人类的生理反应,”谢泼德说。“这项研究是一种非常干净的方式,可以提供改善平衡的见解,这可能成为外骨骼中一个非常非常大的子领域。
为了完善他们的理解,该团队使用动作捕捉技术,并将参与者与肌电图(EMG)和超声波传感器连接起来,这样他们不仅可以详细跟踪脚踝和外靴如何协同工作或相互对抗,还可以跟踪肌肉如何发射和强度。
“这不仅仅是用机器人力量炸毁人们,看看会发生什么。我们还在解释为什么以及皮肤下发生了什么,“Sawicki说。“这是工程设计的重要前进道路。这也是一个信号,你需要在你的机器人实验室周围有一些生理学家,你需要在你的生理学实验室周围有一些工程师。
可穿戴机器人有望帮助老年人保持行动能力,帮助截瘫患者恢复活动能力。它们可以帮助人类变得更强壮、更快。但是,到目前为止,它
2月16日,据所属经纪公司方面的消息表示,NCTDREAM在8日发表的日本出道单曲《BestFridenEver》继Oricon日单曲排行榜之后,在周单曲
约惠女神节福利一:3月7日-9日全体游客享受女神节钜惠全体游客可免费观看360°球幕电影一场,入园门票、观光车票享半价优惠(该活动有效期为202
终身寿险属于不定期的死亡保险,也就是说,终身寿险的保险合同生效后,无论被保险人何时身故,保险公司都会进行理赔。那么,终身
近些年,由于互联网的快速发展以及线上需求的爆发,直播在国内已经成为一个非常成熟的商业模式。在娱乐、教育、办公等场景中涌现出许多优秀的
莲子心中苦梨儿腹内酸是什么意思,“莲子心中苦,梨儿腹中酸”是一副对联,上联的“莲”与“怜”同音,意为看到儿子悲切恸哭之状深感可怜;...
更多精彩,请点击上方蓝字关注我们2月10日,2023中国国际数字经济博览会专家座谈会在北京成功召开。会议由中国国际数字经济博览会执委会副秘书
1、《花美男侦探俱乐部MIT》又名《霹雳MIT》,是由林清振执导,炎亚纶、黄鸿升、陆廷威、吴映洁等主演的校园侦探剧。2、该剧主要讲述霹雳MIT成
1、看你自己愿不愿意付出了?可以去学一点东西,学会了之后再出去想着挣钱,因为你也没有什么特别的技能,所以你出去低人一等就
现在,越来越多人都开始用微信了,qq和微信这两大聊天是绝对少不了的。相信大家微信好友也是很多的吧特别是家人,大家都是通
适合情侣旅行的地方(适合情侣旅行的10个目的地)钱树老师曾经说过:“如果你想结婚,先去旅行”,经过长途旅行后,还没有讨厌对方,我还没吵...
一类银行卡是没有什么特殊标志的,从卡表面上看也没有特别的地方。但是一类银行卡和二类银行卡之间还是有区别的,一类卡在同一银
尔时,阿难陀尊者,在灵山会上,一千二百五十人俱。阿难顶礼合掌,绕佛三匝,胡跪合掌。请问本师释迦牟尼佛:南阎浮提,一切众生
银行抽贷就是指银行贷款给企业,在未到协议规定的还款期限期间提前收回贷款的行为。银行认为企业经营出现问题,所以要提前收回贷
江西新闻客户端讯(江西日报全媒体记者洪子波)2月14日,记者在赣江新区儒乐湖新城看到,各大重点项目建设一片繁忙景象。儒乐
固生堂:预计2022财年录得溢利净额约1 8亿元,财政,财年,账目,利净额,固生堂
原料:咖啡豆、焦糖浆、牛奶。具体操作步骤如下:1、选择咖啡豆。好的咖啡豆颜色大小均匀一致表面有光泽,有香气无异味。2、将咖啡豆进行研磨
颜国志:反诈先锋永不止步人民公安报记者黄晓洁通讯员王鹏近年来,电信网络诈骗手段花样翻新,这让与犯罪分子斗智斗勇的反诈民警也越来越“...
借壳上市的优点:审核程序简单、审核周期并不长、标准相对宽松。保荐人也不需要签字,上市周期通常比较短,重组审核比较快。借壳
1、《倾城之恋》承载的是一个年代的故事,有着一个年代的气息,固然作为主人公的白流苏也就承载了一个年代的文化、人情、性格种
公开个人资料简介显示,马廷强是香港富豪,也是香港艺人黎姿的老公。值得一提的是,尽管资产不菲,马廷强却是瘸的。不少网友很是好奇,马廷强
上期回顾:排列三第2023035期开奖号码为649,历史上组选出现53次,直选出现9次。排列三直选649出现之后下期奖号分别为:786-033-224-824-
以下是万马科技在北京时间2月15日10:16分盘口异动快照:2月15日,万马科技盘中快速上涨,5分钟内涨幅超过2%,截至10点16分,报28 19元,成交29
中国文化博大精深,象棋可以分为全棋和残棋,残棋一般都有自己的套路,您只要严格按照我们的方法练习,熟练掌握每步棋的步骤,变招。学习啦小
近日,MINI官方发布了COOPERSE敞篷版的官图,其原型车在2022年7月正式发布。新车延续了MINI的经典设计风格,并将限量999台,且仅在欧洲市场发售
1、很多网站,当然现在被HX了很多不过还是可以去浩扬,baidu。2、或者4020之类的下载。本文就为大家分享到这里,
【↓】更多推荐【↓】▓怎样填报高考志愿▓新版高考志愿如何填报▓高考填志愿知识与技巧▓高考志愿怎么填写同学们,不拿到大学的录取通知书,
您可以制作自己的儿童圣诞老人套装。你需要的东西红色运动服-上衣和裤子两卷白色人造毛皮剪针线或胶枪1-2卷细胞泡沫填充
想必大家对居字都不陌生,那么关于带有居字的词语都有哪些呢?下面是小编为大家收集的关于带有居字的词语和相关知识,供大家参考,欢迎大家一起
1、隔夜茶洗头不能生发。2、隔夜茶也就是隔夜的茶水,隔夜的茶水通常不会达到生发的效果,并且隔夜的茶水内的细菌非常多,经过一晚上的沉淀也
Copyright © 2015-2022 每日服装网版权所有 备案号:浙ICP备2022016517号-15 联系邮箱:5 146 761 13 @qq.com