paint-brush
कुन Exoskeleton टेक्नोलोजी तपाईको मांसपेशिहरु मा सजिलो छ?द्वारा@exoself

कुन Exoskeleton टेक्नोलोजी तपाईको मांसपेशिहरु मा सजिलो छ?

द्वारा Exoself Technology Research4m2025/01/24
Read on Terminal Reader

धेरै लामो; पढ्नकाे लागि

यस अध्ययनले AMTC ले एक्सोस्केलेटन-सहयोगी हिड्ने क्रममा अन्य नियन्त्रकहरूको तुलनामा अक्सिजन अपटेक र अन्तरक्रियात्मक टर्कलाई उल्लेखनीय रूपमा कम गर्छ, प्रदर्शन बढाउँछ र प्रयोगकर्ता प्रयास घटाउँछ।
featured image - कुन Exoskeleton टेक्नोलोजी तपाईको मांसपेशिहरु मा सजिलो छ?
Exoself Technology Research HackerNoon profile picture
0-item

लेखकहरू:

(1) मोहम्मद शुश्तारी, मेकानिकल र मेकाट्रोनिक्स इन्जिनियरिङ विभाग, वाटरलू विश्वविद्यालय ([email protected]);

(२) जुलिया फोलमर, मेकानिक्स र ओशन इन्जिनियरिङ विभाग, ह्याम्बर्ग युनिभर्सिटी अफ टेक्नोलोजी ([email protected]);

(3) संजय कृष्ण गौडा, मेकानिकल र मेकाट्रोनिक्स इन्जिनियरिङ विभाग, वाटरलू विश्वविद्यालय र टोरन्टो पुनर्वास संस्थान (KITE), विश्वविद्यालय स्वास्थ्य नेटवर्क ([email protected])।

लिङ्कहरूको तालिका

सार र १ परिचय

2 परिणामहरू

२.१ प्रतिनिधि सहभागीका लागि प्रारम्भिक प्रशोधित डाटा

२.२ समग्र कार्यसम्पादन विश्लेषण

2.3 अन्तरक्रिया पोर्ट्रेट विश्लेषण

2.4 व्यक्तिगत अनुकूलन रणनीति

३ छलफल

3.1 मानव अनुकूलन

3.2 IP विश्लेषणको महत्त्व

4 निष्कर्ष

५ विधिहरू

5.1 फिडफर्वार्ड नियन्त्रण रणनीतिहरू

5.2 प्रयोगात्मक सेटअप

5.3 प्रयोगात्मक प्रोटोकल

5.4 डाटा विश्लेषण

घोषणाहरू

परिशिष्ट एक पूरक उदाहरण डाटा

परिशिष्ट B प्राकृतिक हिड्ने संग तुलना

सन्दर्भहरू

२.१ प्रतिनिधि सहभागीका लागि प्रारम्भिक प्रशोधित डाटा


चित्र 2 एक विशिष्ट सहभागीको प्रयोगात्मक डेटाको अंश; भिजुअलाइजेशन र व्याख्याको सहजताको लागि, दायाँ हिपमा अन्तरक्रिया टोक़ र मांसपेशिहरु मध्ये एक को सक्रियता सापेक्ष अक्सिजन अपटेक संग चित्रण गरिएको छ। (A) सहभागी #1 को लागि प्रत्येक नियन्त्रक र गतिको साथ प्रत्येक स्ट्राइडमा दायाँ हिपमा औसत निरपेक्ष अन्तरक्रिया टोक़। (B) दाहिने खुट्टामा Gastrocnemius Medialis को लागि सामान्य मांसपेशी सक्रियता। (C) प्रत्येक नियन्त्रक र गतिको लागि प्रत्येक सासको लागि सापेक्ष अक्सिजन अपटेक। ट्रेडमिल गतिमा वृद्धि संग अक्सिजन अपटेक बढेको छ।


चित्र 3 प्रत्येक ट्रेडमिल गति र सहभागीहरू बीच नियन्त्रकको लागि औसत प्रदर्शन मेट्रिक्स। (A) प्रत्येक सहभागीको लागि ग्राफ गरिएको प्रत्येक नियन्त्रक ब्लकमा प्रत्येक गतिको लागि सबै स्ट्राइडहरूमा सापेक्षिक अक्सिजन अपटेकको योग। बारहरूले सबै सहभागीहरूमा अक्सिजन अपटेकको योगको औसत देखाउँछन्। त्यस्तै गरी, मानव-एक्सोस्केलेटन अन्तरक्रियाको औसत कुल निरपेक्ष मूल्य र कुल सामान्यीकृत मांसपेशी प्रयास क्रमशः (B) र (C) मा ग्राफ गरिएको छ।


२.२ समग्र कार्यसम्पादन विश्लेषण

Fig. 3A ले अति-ढिलो, ढिलो र मध्यम गतिमा हिड्दा TBC, HTC, र AMTC ब्लकहरू मध्ये प्रत्येक सहभागीहरूको लागि अक्सिजन अपटेकको योग देखाउँछ। TBC र AMTC सँग सबै हिड्ने गतिमा क्रमशः उच्चतम र न्यून मेटाबोलिक दर छ। AMTC-परिणामी मेटाबोलिक दर अन्य नियन्त्रकहरू भन्दा धेरै कम छ, अल्ट्रा-ढिलो र ढिलो हिड्दा, जहाँ AMTC ले 22.9% ± 17.1 (Friedman: p <0.03, Wilcoxon signed rank: pT BC, AMT C <0.01) र 28.7 मा परिणत गर्यो। %±12.7 (Friedman: p <0.005, विल्कोक्सनले हस्ताक्षर गरेको श्रेणी: pT BC, AMT C <0.003) क्रमशः कुल अक्सिजन अपटेकमा कमी। कुल औसत निरपेक्ष अन्तरक्रिया टोक़ चित्र 3B मा सहभागीहरूका लागि समान रूपमा चित्रण गरिएको छ। AMTC सँग TBC र HTC को तुलनामा सबैभन्दा कम अन्तरक्रियात्मक टोक़ छ, जसले exoskeleton सहायता र प्रयोगकर्ताले चाहेको गति बीचको न्यूनतम असहमति जनाउँछ। TBC को सन्दर्भमा, AMTC ले 17.1±12.5%, 12±15%, र 9.2±7.7% क्रमशः अल्ट्रा-ढिलो, ढिलो, र मध्यम-गतिमा हिँड्ने मानव-एक्सोस्केलेटन कुल अन्तरक्रियामा कमी देखाउँछ। अल्ट्रा-ढिलो हिड्ने (Friedman: p <0.04, Wilcoxon रैंक: pT BC, AMT C <0.01) मा भिन्नता सांख्यिकीय रूपमा महत्त्वपूर्ण छ। HTC को तुलनामा, AMTC ले 19.8±21.1%, 17.9±10.1%, र 18.1±9.9% मानव-एक्सोस्केलेटन कुल अन्तरक्रियामा कमी देखाउँछ। यी भिन्नताहरू ढिलो (Fridman: p <0.03, Wilcoxon signed rank: pHT C, AMT C <0.004) र मध्यम गति (Fridman: p <0.0008, Wilcoxon signed rank: pHT C, AMT C <) को मामलामा सांख्यिकीय रूपमा महत्त्वपूर्ण छन्। ०.००४) हिड्दै। Fig. 3C ले तीन फरक नियन्त्रकहरूमा अल्ट्रास्लो, ढिलो र मध्यम गतिमा हिड्दा सहभागीहरूको दाहिने खुट्टाको कुल मांसपेशी प्रयास देखाउँछ। एक्सोस्केलेटन बिना प्राकृतिक हिड्नेमा अन्य केसहरूको तुलनामा सबैभन्दा कम कुल मांसपेशी प्रयास हुन्छ जसमा एक्सोस्केलेटन समावेश हुन्छ। एक्सोस्केलेटन लगाउनाले शरीरमा लगभग १७ किलोग्राम अतिरिक्त तौल थपिन्छ जसको परिणामस्वरूप मांसपेशीहरूको उच्च प्रयास हुन्छ। तीन नियन्त्रकहरू मध्ये, TBC सँग सबै गतिमा उच्चतम कुल मांसपेशी प्रयास छ। AMTC र HTC को कुल मांसपेशी प्रयास सबै अवस्थामा नजिक छ जबकि AMTC अल्ट्रा-ढिलो र मध्यम गतिमा क्रमशः थोरै कम र उच्च छ। कुनै पनि पहिचान गरिएका भिन्नताहरू सांख्यिकीय रूपमा महत्त्वपूर्ण छैनन्।


2.3 अन्तरक्रिया पोर्ट्रेट विश्लेषण





चित्र 4 प्रत्येक जोडा नियन्त्रकहरूको लागि औसत अन्तरक्रिया पोर्ट्रेट तुलना गर्दै। औसत अन्तरक्रिया पोर्ट्रेट (IP) औसत कुल मांसपेशी प्रयास र प्रत्येक सहभागीको लागि औसत कुल मानव-एक्सोस्केलेटन अन्तरक्रिया अनुसार चित्रण गरिएको प्रत्येक अल्ट्रा-ढिलो, ढिलो, र मध्यम-गतिमा TBC→HTC, TBC→ AMTC, र HTC→ AMTC क्रमशः (A), (B), र (C) मा चित्रित। पहेंलो क्षेत्रहरूले 25 र 75 प्रतिशतको बीचको क्षेत्रलाई जनाउँछ।


2.4 व्यक्तिगत अनुकूलन रणनीति





चित्र 5 TBC→HTC र TBC→MTBC बीच अन्तरक्रिया पोर्ट्रेट वितरणको तुलना। HTC र AMTC ब्लकहरूका लागि अन्तरक्रिया चित्र वितरण औसत कुल मांसपेशी प्रयास र TBC ब्लकको अवधिमा सबै स्ट्राइडहरूमा कुल अन्तरक्रिया टर्कको सन्दर्भमा प्रत्येक सहभागीको लागि मध्यम गतिमा हिड्ने योजना बनाइएको छ। डेटा बिन्दुहरूको त्रिज्या सबै सहभागीहरूको स्ट्राइडहरूमा गणना गरिएको अधिकतम त्रिज्याको सन्दर्भमा सामान्य गरिएको छ। सहभागीहरूलाई तिनीहरूको शरीरको मास अनुसार क्रमशः व्यवस्थित गरिएको छ। ध्रुवीय हिस्टोग्रामले चित्रित बिन्दुहरूको एकाग्रता तीव्रता देखाउँदछ। हिस्टोग्रामको प्रत्येक बिनले π/6 rad लाई कभर गर्दछ।




यो कागज CC BY-NC-ND 4.0 DEED लाइसेन्स अन्तर्गत arxiv मा उपलब्ध छ।