Torso-Based Control Interface for Standing Mobility-Assistive Devices

要約

車椅子と移動装置は私たちの身体をサイバニクス システムに変え、運動能力が低下した人が自由を取り戻すことを可能にして私たちの幸福を高めました。
それにもかかわらず、現在の制御インターフェースは主に手の操作に依存しているため、ユーザーは日常生活の機能的な活動を行うことが制限されています。
この研究では、立位移動補助装置用のコンプライアントカップリングサポートを備えた胴体ベースの制御インターフェイスの設計を提案します。
人とロボットのカップリングを考慮したインターフェース設計を行っています。
この設計には、コンプライアントなサポート機構と、体の動きの空間と速度の空間の間のマッピングが含まれています。
提案された胴体制御インターフェイスと比較するために、ジョイスティックを使用した複数の条件を含む実験を示します。
経路追跡実験の結果、ユーザーはハンズフリー インターフェイスを使用して自然にデバイスを制御でき、そのパフォーマンスはジョイスティックと同等であり、消費時間は 10% 長く、平均クロスエラーは 0.116 m、4.9% 少ないことが実証されました。
平均的な加速度。
物体転送実験では、ユーザーが移動中に物体を操作する必要がある場合に、提案されたインターフェイスが明らかな利点を実証しました。
最後に、胴体コントロールは、経路追跡タスクのシステム ユーザビリティ スケールでジョイスティックよりも 15% 低いスコアを獲得しましたが、オブジェクト転送タスクでは 3.3% 高くなりました。

要約(オリジナル)

Wheelchairs and mobility devices have transformed our bodies into cybernic systems, enhancing our well-being by enabling individuals with reduced mobility to regain freedom. Notwithstanding, current interfaces of control primarily rely on hand operation, therefore constraining the user from performing functional activities of daily living. In this work, we propose a design of a torso-based control interface with compliant coupling support for standing mobility assistive devices. We consider the coupling between the human and robot in the interface design. The design includes a compliant support mechanism and mapping between the body movement space and the velocity space. We present experiments including multiple conditions, with a joystick for comparison with the proposed torso control interface. The results of a path-following experiment demonstrated that users could control the device naturally using the hands-free interface, and the performance was comparable with the joystick, with 10% more consumed time, an average cross error of 0.116 m and 4.9% less average acceleration. In an object-transferring experiment, the proposed interface demonstrated a clear advantage when users needed to manipulate objects during locomotion. Lastly, the torso control scored 15% less than the joystick on the system usability scale for the path-following task but 3.3% more for the object-transferring task.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google