ОБЗОР И АНАЛИЗ ЭКЗОСКЕЛЕТОВ ВЕРХНЕЙ КОНЕЧНОСТИ ДЛЯ РЕАБИЛИТАЦИИ
DOI:
https://doi.org/10.52167/1609-1817-2023-124-1-315-323Ключевые слова:
экзоскелет, вспомогательные устройства, носимые роботы, реабилитацияАннотация
В этой статье представлен обзор активных технологий экзоскелета руки за последнее десятилетие для реабилитации, помощи и усиления. Экзоскелеты рук по-прежнему являются активной областью исследований из-за проблем, с которыми сталкиваются инженеры. У каждого экзоскелета руки есть определённые требования, которые необходимо выполнить для достижения своих целей. Эти требования были извлечены и разбиты на две части: общие и специальные, чтобы создать общую платформу для разработки будущих устройств. Поскольку это все ещё развивающаяся область, требования также формируются в соответствии с достижениями в этой области. Технические проблемы, такие как требования к размеру, весу, эргономике, реабилитации, приводам и датчикам, связаны со сложной анатомией и биомеханикой руки. Таким образом, эта статья обобщает технологию в систематическом подходе и рассматривает современное состояние активных экзоскелетов рук с упором на реабилитационные и вспомогательные устройства.
Библиографические ссылки
[1] Du Toit, R.; Keeffe, J.; Jackson, J.; Bell, D.; Minto, H.; Hoare, P. A Global Public Health Perspective: Facilitating Access to Assistive Technology. Optom. Vis. Sci. 2018, 95, 883–888.
[2] Grefkes, C. Recovery from stroke: Current concepts and future perspectives. Neurol. Res. Pract. 2020, 2, 1–10.
[3] Bright, T.; Wallace, S.; Kuper, H. A systematic review of access to rehabilitation for people with disabilities in low-and middle-income countries. Int. J. Environ. Res. Public Health 2018, 15, 2165.
[4] Schwarz, A.; Bhagubai, M.M.C.; Wolterink, G.; Held, J.P.O.; Luft, A.R.; Veltink, P.H. Assessment of upper limb movement impairments after stroke using wearable inertial sensing. Sensors 2020, 20, 4770.
[5] Asokan, A.; Vigneshwar, M. Design and Control of an EMG-based Low-cost Exoskeleton for Stroke Rehabilitation. In Proceedings of the 2019 5th Indian Control Conference (ICC), New Delhi, India, 9–11 January 2019; pp. 478–483.
[6] Taha, Z.; Majeed, A.; Abdullah, M.A.; Zakwan, K.; Aizzat, M.; Shahrizan, A.; Ghani, A. The Control of an Upper Extremity Exoskeleton for Stroke Rehabilitation by Means of a Hybrid Active Force Control. In Robot Intelligence Technology and Applications; Springer International Publishing: Cham, Switzerland, 2019; Volume 751, ISBN 978-3-319-78451-9.
[7] Kumar, S.; Wöhrle, H.; Trampler, M.; Simnofske, M.; Peters, H.; Mallwitz, M.; Kirchner, E.; Kirchner, F. Modular Design and Decentralized Control of the Recupera Exoskeleton for Stroke Rehabilitation. Appl. Sci. 2019, 9, 626.
[8] Tejera, J.A.; Bustamante-Bello, R.; Ramirez-Mendoza, R.A.; Izquierdo-Reyes, J. Systematic review of exoskeletons towards a general categorization model proposal. Appl. Sci. 2021, 11, 76.
[9] Liu, Q.; Zuo, J.; Zhu, C.; Xie, S.Q. Design and control of soft rehabilitation robots actuated by pneumatic muscles: State of the art. Future Gener. Comput. Syst. 2020, 113, 620–634.
[10] Vélez-Guerrero, M.A.; Callejas-Cuervo, M.; Mazzoleni, S. Artificial intelligence-based wearable robotic exoskeletons for upper limb rehabilitation: A review. Sensors 2021, 21, 2146.
[11] Rosales Luengas, Y.; López-Gutiérrez, R.; Salazar, S.; Lozano, R. Robust controls for upper limb exoskeleton, real-time results. Proc. Inst. Mech. Eng. Part I J. Syst. Control. Eng. 2018, 232, 797–806.
[12] Kim, B.; Deshpande, A.D. An upper-body rehabilitation exoskeleton Harmony with an anatomical shoulder mechanism: Design, modeling, control, and performance evaluation. Int. J. Robot. Res. 2017, 36, 414–435.
[13] Chen, C.T.; Lien, W.Y.; Chen, C.T.; Twu, M.J.; Wu, Y.C. Dynamic Modeling and Motion Control of a Cable-Driven Robotic Exoskeleton with Pneumatic Artificial Muscle Actuators. IEEE Access 2020, 8, 149796–149807.
[14] Velez-Guerrero, M.A.; Callejas-Cuervo, M. Data acquisition and control architecture for intelligent robotic exoskeletons in rehabilitation. In Proceedings of the 2019 E-Health and Bioengineering Conference (EHB), Iasi, Romania, 21–23 November 2019; pp. 1–4.
[15] Varghese, R.J.; Lo, B.P.L.; Yang, G.Z. Design and Prototyping of a Bio-Inspired Kinematic Sensing Suit for the Shoulder Joint: Precursor to a Multi-DoF Shoulder Exosuit. IEEE Robot. Autom. Lett. 2020, 5, 540–547.
[16] Tiboni, M.; Legnani, G.; Lancini, M.; Serpelloni, M.; Gobbo, M.; Fausti, D. ERRSE: Elbow robotic rehabilitation system with an EMG-based force control. In Proceedings of the International Conference on Robotics in Alpe-Adria Danube Region, Kaiserslautern, Germany, 19–21 June 2019; Volume 49, pp. 892–900.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2022 Даурен Бижанов, Нурсултан Жетенбаев, Бейбит Шингисов , Арайлым Нусибалиева , Динара Сейсенова
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
