User-centered evaluation of the Wearable Walker lower limb exoskeleton, preliminary assessment based on the Experience protocol

要約

下肢外骨格を使用すると、ストレスの軽減に伴う生産性と安全性の点で潜在的な利点が得られます。
ただし、外骨格の生理学的効果やユーザーの主観的体験への影響など、人間とロボットのインタラクションにおける複雑な問題はまだ解決されていません。
この研究では、革新的な外骨格であるウェアラブル ウォーカーが、EUROBENCH プロジェクトの EXPERIENCE ベンチマーク プロトコルを使用して評価されます。
ウェアラブル ウォーカーは、荷物を運ぶなどの人間の能力を強化する下肢外骨格です。
このデバイスは、スムーズなアシスト トルクを提供するブレンド コントロールと呼ばれる独自の制御アプローチを使用しています。
左足接地の場合と右足接地の場合の２つのモデルを同時に動作させます。
これらのモデルは、補助トルクを組み合わせて生成し、継続的かつスムーズな全体的な補助を提供し、モデルの切り替えによる急激なトルクの変化を防ぎます。
EXPERIENCE プロトコルは、心拍数、その変動、呼吸数、電気皮膚反応などの生理学的信号を収集し、アンケートに記入しながら平らな地面を歩くことから構成されます。
試験は5人の健康な被験者を対象に実施されました。
本研究の範囲は 2 つあります。1 つは特定の外骨格とその現在の制御システムを評価して改善の可能性についての洞察を得ることであり、もう 1 つはウェアラブル ロボットの正式で再現可能なベンチマークのケーススタディを提示することです。

要約(オリジナル)

Using lower-limbs exoskeletons provides potential advantages in terms of productivity and safety associated with reduced stress. However, complex issues in human-robot interaction are still open, such as the physiological effects of exoskeletons and the impact on the user’s subjective experience. In this work, an innovative exoskeleton, the Wearable Walker, is assessed using the EXPERIENCE benchmarking protocol from the EUROBENCH project. The Wearable Walker is a lower-limb exoskeleton that enhances human abilities, such as carrying loads. The device uses a unique control approach called Blend Control that provides smooth assistance torques. It operates two models simultaneously, one in the case in which the left foot is grounded and another for the grounded right foot. These models generate assistive torques combined to provide continuous and smooth overall assistance, preventing any abrupt changes in torque due to model switching. The EXPERIENCE protocol consists of walking on flat ground while gathering physiological signals such as heart rate, its variability, respiration rate, and galvanic skin response and completing a questionnaire. The test was performed with five healthy subjects. The scope of the present study is twofold: to evaluate the specific exoskeleton and its current control system to gain insight into possible improvements and to present a case study for a formal and replicable benchmarking of wearable robots.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google