Dyondzo Leyintshwa Yi Kombisa Exoskeletons Sweswi Ti Tlwaelana Na Wena, Hayi Hi Ndlela Yin’wana

Tafula ra Swihlanganisi

Xitlhokovetselo na 1 Xingheniso

2 Vuyelo bya kona

2.1 Data yo Sungula leyi Endliweke ya Mutekaxiave wa Muyimeri

2.2 Nxopaxopo wa Matirhelo hi ku angarhela

2.3 Nxopaxopo wa Swifaniso swa Ntirhisano

2.4 Qhinga ra ku Cincana ka Munhu hi Xiyexe

3 Bulo

3.1 Ku Cinca ka Vanhu

3.2 Nkoka wa Nxopaxopo wa IP

4 Mahetelelo

5 Maendlelo

5.1 Maendlelo ya Vulawuri bya Feedforward

5.2 Ku Hlela ka Swikambelo

5.3 Phurotokholo ya Swikambelo

5.4 Nxopaxopo wa Data

Switiviso

Xiengetelo xa A Xikombiso xa Data yo Engetela

Xiengetelo xa B Ku pimanisiwa na Ku Famba ka Ntumbuluko

Swikombo

Xianakanyiwa

Ku tirhisana ka miri ka vanhu na tirhoboto ku na vuxokoxoko bya nkoka byo antswisa ntokoto wa mutirhisi, ku ndlandlamuxa matirhelo ya tirhoboto, na ku kambela hi xikongomelo ku cinca ka mutirhisi. Dyondzo leyi yi nghenisa ndlela leyintshwa yo kambela ku cinca-cinca ka munhu na tirhoboto eka ti-exoskeleton ta swirho swa le hansi hi ku xopaxopa ntirho wa misiha na torque ya vuhlanganisi tanihi xihlawulekisi xa xitshuketa xa swiphemu swimbirhi. Hi nghenisa Xifaniso xa Ntirhisano (IP), lexi kombisaka hi mahlo ya mianakanyo ku hangalaka ka xihlawulekisi lexi eka tikhodixini ta polar. Hi tirhise metric leyi ku pimanisa mulawuri wa torque wa sweswinyana (HTC) lowu simekiweke eka mbuyelo wa xiyimo xa kinematic na mulawuri wa novhele wa feedforward (AMTC) na dyondzo ya inthanete, leyi ringanyetiweke laha, ku lwisana na mulawuri loyi a simekiweke eka nkarhi (TBC) hi nkarhi wa ku famba hi treadmill hi rivilo ro hambana. Loko ku pimanisiwa na TBC, HTC na AMTC swi hunguta swinene ku amukeriwa ka okisijini loku tolovelekeke ka vatirhisi, leswi ringanyetaka ku antswisiwa ka nhlanganiso wa mutirhisi na exoskeleton. Nxopaxopo wa IP wu paluxa ku antswisiwa loku ku huma eka tindlela timbirhi to hambana ta coadaptation, leti nga tiviwiki hi migingiriko ya misiha ya ndhavuko kumbe minxopaxopo ya torque ya vuhlanganisi ntsena. HTC yi khutaza vatirhisi ku humesa vulawuri eka exoskeleton, ku hunguta matshalatshala ya misiha kambe ku engetela torque ya vuhlanganisi, tani hi leswi exoskeleton yi tlheriselaka dynamics ya mutirhisi. Hi ndlela yo hambana, AMTC yi tlakusa ku nghenelela ka vatirhisi hi ku engetela matshalatshala ya misiha na ku hunguta ti torques ta vuhlanganisi, ku yi ringanisa swinene na switirhisiwa swa ku vuyisa na ku leteriwa ku famba. Ku hundzuka ka xiyenge xa IP ku nyika vutivi eka nhluvukiso wa maqhinga ya vuhlanganisi bya mutirhisi un’wana na un’wana, ku kombisa vuswikoti bya nxopaxopo wa IP eku pimaniseni na ku dizayina valawuri va novhele ku antswisa vuhlanganisi bya vanhu na tirhoboto eka tirhoboto leti ambariwaka.

Marito ya nkoka : Exoskeleton, Ku tirhisana ka miri, Vulawuri

1 Xingheniso

Tirhoboto to pfuneta na ku vuyisa ti kuma nyingiso lowu engetelekeke tanihileswi ti tisaka mpimo lowukulu swinene wa ku endla vutiolori eka vatirhisi, ku ndlandlamuxa matirhelo ya tona na khwalithi ya vutomi loko ti ri karhi ti hunguta ntirho wa vatshunguri va miri [1, 2]. Hambi leswi ku nga na nhluvuko wa sweswinyana, ku katsa na ku antswisiwa ka munhu-in-the-loop ku antswisa mpfuneto wa exoskeleton [3–6], tisisiteme leti ta tirhoboto ta ha pfumala vutshila byo tisungulela ku antswisa mpimo wa nseketelo lowu lavekaka eka mutirhisi un’wana na un’wana hi ndlela leyinene [7, 8]. . Ku khumba loku ka munhu hi xiyexe, loku nga hi ntumbuluko eka vatshunguri va miri eka swiyenge swa vutshunguri bya ndhavuko, ku tshama ku ri ntlhontlho eka tirhoboto. Ntlhontlho wu humelela hikuva, hambi leswi swikombiso swa matirhelo leswi hambaneke swo fana na ntsengo wa metaboliki [9, 10], ku tirhisiwa ka misiha [11], matimba yo tirhisana [12], nchavelelo [13], ndzhwalo wa ku twisisa [14], na ku tsakela ka mutirhisi [15] swi tirhisiwaka, . ku pfumaleka ka metric leyi hlanganeke leyi hlanganisaka hi ku helela swilo leswitsongo swa ku tirhisana ka miri ka vanhu na tirhoboto swi sivela leswi kongomeke ku lulamisiwa na ku endliwa ka nseketelo wa exoskeleton ya swirho swa le hansi [16]. Hikwalaho, ntirho lowu wu tala ku nyikiwa valawuri lava pfumelelanaka na swiyimo leswi nga na ku tekeriwa enhlokweni loku nga kongomangiki ku lawula ku tirhisana ka miri ya munhu na exoskeleton. Ku lawuriwa ka ku tirhisana ka vanhu na exoskeleton swi tlanga xiave xa nkoka eku antswiseni ka ntokoto wa mutirhisi na matirhelo ya ti exoskeletons ta swirho swa le hansi ku pfuxeta xikan’we na switirhisiwa swo engetela matimba [17]. Eka swiyimo swa ku engeteriwa ka matimba, mutirhisi u hlayisa ku tifuma loku heleleke, naswona exoskeleton yi landzelela swileriso swa mutirhisi hi ku kongoma kumbe hi ndlela leyi nga kongomangiki hi ku hlamusela ku famba ka vona loku kunguhatiweke. Loko ku ri na ku nga twanani exikarhi ka mutirhisi na exoskeleton, exoskeleton yi fanele ku tshika vulawuri ku seketela mutirhisi [18, 19]. Hambiswiritano, eka xiyimo xa ku vuyiseriwa na ti exoskeletons leti pfunetaka, vulawuri bya vuhlanganisi bya munhu na exoskeleton byi na ntlhontlho swinene hikokwalaho ka swilo swimbirhi swa nkoka. Xo sungula, ku famba loku endliwaka hi mutirhisi a hi minkarhi hinkwayo ku tshembekaka hikwalaho ka ku tsandzeka ka misiha na marhambu kumbe ku famba ka miri [20] leswi nga onhaka khwalithi ya xikongomelo lexi decoded ntsena lexi sekeriweke eka ku tirhisana ka miri wa mutirhisi na robot. Xa vumbirhi, exoskeleton yi fanele ku khutaza mutirhisi ku kurisa ku nghenelela ka yena eka ku famba loko swi koteka na ku pfuneta kumbe ku lulamisa loko mutirhisi a nga swi koti ku endla ku famba hi ndlela leyinene [21, 22]. Hikwalaho, exoskeleton yi fanele ku cinca hi ndlela yo pfumala swiphiqo exikarhi ka swiphemu swa murhangeri na mulandzeri [23].

Ku kumisisa maqhinga lama faneleke ya vulawuri eka switirhisiwa swa ku engetela na ku vuyisa vanhu, i swa nkoka ku twisisa ku cinca ka vanhu na exoskeleton tanihi xikombiso xa ndlela leyi vanhu va hlamulaka ha yona eka maqhinga yo karhi ya vulawuri bya exoskeleton mayelana na vulawuri bya ku famba-famba loku avelaniwa [24]. Eka ku engeteriwa ka matimba, xiyimo lexinene xi katsa vatirhisi ku tolovela maqhinga lawa va hoxaka xandla eka wona ngopfungopfu hi ku kongomisa ku famba, handle ko tikarhata hi miri [5]. Exoskeleton yi teka vutihlamuleri byo fambisa miri wa munhu hi ku tirhisa ti interaction torques kumbe matimba emirini wa munhu, tani hi leswi swi kombisiweke hi ku hunguteka ka ntirho wa misiha kumbe metabolic rates [4]. Hi ndlela yo hambana, eka ku vuyisa, vatirhisi va tala ku kongomisiwa ku engetela ntirho wa misiha ya vona na ku nghenelela hi xihatla eka ku lawula ku fambafamba [25]. Ti torques ta vuhlanganisi bya munhu na exoskeleton ti kombisa mahanyelo mambirhi eka xiyimo lexi. Loko mutirhisi a endla ku famba kahle, exoskeleton yi fanele ku landzelela mutirhisi hi ndlela leyi nga erivaleni, leswi endlaka leswaku ku va na zero interaction torques [12]. Hambiswiritano, loko ku laveka ku lulamisiwa ka ku famba-famba, mulawuri wa exoskeleton u fanele a nghenelela. Ku nghenelela loku ku tumbuluxa mpfilumpfilu lowu lavaka ku engeteriwa ka torque ya vuhlanganisi ku lulamisa ku famba. Matshalatshala ya misiha kumbe ti- torque ta ku tirhisana ntsena a swi nge swi koti ku vona swiyimo leswi boxiweke laha henhla. Hi xikombiso, ku andza ka matshalatshala ya misiha ku nga ha va kona

ku suka eka ku nga twanani ka munhu na exoskeleton [20], kasi swi nga tlhela swi kombisa leswaku mutirhisi wa munhu u nghenelerile eka ku famba naswona u titshege hi vuswikoti bya vona bya motor ku tlula mpfuneto wa exoskeleton. Hikokwalaho, ku pimanisa swilawuri swohambana hambana eka swiyimo swotani, interaction torque yifanele ku tekeriwa enhlokweni xikan’we na matshalatshala ya misiha. Level yale hansi ya interaction torque xikan’we na matshalatshala yale henhla ya misiha swikomba leswaku kungari na ku nga twanani emirini, leswi kombaka leswaku exoskeleton yi landzelela mutirhisi naswona mutirhisi u famba hi mpfuneto wutsongo. Handle ka sweswo, xiyimo xa le henhla xa torque ya vuhlanganisi xikan’we na matshalatshala ya le henhla ya misiha swi kombisa leswaku mutirhisi na exoskeleton a va avelani swivumbeko leswi fanaka swa ku famba leswi lavekaka, naswona va lwela vulawuri [23]. Hikokwalaho, ku kumisisa ku faneleka ka mulawuri eka switirhisiwa swa ku engeteriwa ka matimba kumbe ku vuyisa swi lava nxopaxopo wun’we wa matshalatshala ya misiha na torque ya ku tirhisana.