Real-Time Gait Phase and Task Estimation for Controlling a Powered Ankle Exoskeleton on Extremely Uneven Terrain

外骨骼 地形 计算机科学 步态 任务(项目管理) 脚踝 步态分析 模拟 物理医学与康复 人工智能 计算机视觉 控制工程 工程类 地理 医学 系统工程 地图学 病理
作者
Roberto Leo Medrano,Gray C. Thomas,Connor G. Keais,Elliott J. Rouse,Robert D. Gregg
出处
期刊:IEEE Transactions on Robotics [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:39 (3): 2170-2182 被引量:30
标识
DOI:10.1109/tro.2023.3235584
摘要

Positive biomechanical outcomes have been reported with lower limb exoskeletons in laboratory settings, but these devices have difficulty delivering appropriate assistance in synchrony with human gait as the task or rate of phase progression change in real-world environments. This article presents a controller for an ankle exoskeleton that uses a data-driven kinematic model to continuously estimate the phase, phase rate, stride length, and ground incline states during locomotion, which enables the real-time adaptation of torque assistance to match human torques observed in a multiactivity database of ten able-bodied subjects. We demonstrate in live experiments with a new cohort of ten able-bodied participants that the controller yields phase estimates comparable to the state of the art, while also estimating task variables with similar accuracy to recent machine learning approaches. The implemented controller successfully adapts its assistance in response to changing phase and task variables, both during controlled treadmill trials ( $N=10$ , phase root-mean-square error (RMSE): 4.8 $\pm$ 2.4%) and a real-world stress test with extremely uneven terrain ( $N=1$ , phase RMSE: 4.8 $\pm$ 2.7%).
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
4秒前
5秒前
JamesPei应助研友_Z1WrgL采纳,获得10
6秒前
幸运小怪兽完成签到,获得积分10
8秒前
陈佳完成签到,获得积分20
8秒前
酷炫的幻丝完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
SSSSCCCCIIII完成签到,获得积分10
9秒前
rym0404发布了新的文献求助10
10秒前
hilbertbo发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
ssstuck完成签到,获得积分10
11秒前
HYT发布了新的文献求助50
13秒前
ping发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
17秒前
失眠的狗发布了新的文献求助30
19秒前
21秒前
探寻发布了新的文献求助10
22秒前
23秒前
研友_VZG7GZ应助公孙世往采纳,获得10
23秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
23秒前
奶昔发布了新的文献求助10
25秒前
orixero应助有只长脖鹿采纳,获得10
25秒前
天真彩虹完成签到 ,获得积分10
26秒前
27秒前
Mars_1108发布了新的文献求助10
30秒前
jiabu完成签到 ,获得积分10
30秒前
seine完成签到 ,获得积分10
33秒前
xuzj应助墨菲特采纳,获得10
33秒前
Akim应助Jing采纳,获得10
33秒前
陳拾壹发布了新的文献求助10
39秒前
烟花应助渡川采纳,获得10
39秒前
42秒前
空城完成签到 ,获得积分10
43秒前
小毛毛想睡觉完成签到 ,获得积分10
43秒前
genandtal完成签到,获得积分10
43秒前
可爱的小桃完成签到,获得积分10
47秒前
Jing发布了新的文献求助10
47秒前
烟花应助Jemma采纳,获得10
47秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 700
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3976418
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3520512
关于积分的说明 11203586
捐赠科研通 3257127
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1798594
邀请新用户注册赠送积分活动 877804
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 806523