Бул изилдөө жеңил деңгээлдеги кыймыл чектөөлөрү бар адамдарга басууда жардам берүү үчүн иштелип чыккан, массасы болжол менен 1,3 кг болгон, моторлуу жана деформациялана алган дөңгөлөгү бар роботтук таякты карайт. Таяктын негизги жаңылыгы 95A Shore катуулугундагы термопластикалык полиуретандан (TPU) үч өлчөмдүү принтер менен жасалган пневматикалык эмес ийкемдүү дөңгөлөктөрдү сызыктуу-квадраттык жөнгө салгычка (Linear Quadratic Regulator, LQR) негизделген мотор башкаруусу менен айкалыштыруу болуп саналат. Эксперименттерде ийкемдүүрөөк дөңгөлөктөр майда тоскоолдуктардан өтүүдө жана ар кандай катуу беттерде жогорку жыштыктагы титирөөнүн колдонуучуга өтүшүн азайтууда катуу дөңгөлөккө караганда артыкчылык көрсөткөн. Бирок прототиптин мотор моментинин төмөн болушу чоң жүктөрдө иштөөнү чектейт, ал эми колдонуучу баалоолору түзмөктүн клиникалык натыйжалуулугун же кулап кетүүнү алдын аларын далилдебейт.

Тоскоолдуктан өтүү эксперименттеринде атайын жасалган эң жумшак дөңгөлөк 45 мм бийиктиктеги тоскоолдукту беш сыноонун баарында өткөн, бирок 55 мм тоскоолдуктан өтө алган эмес. Гибрид дөңгөлөк 25 ммге чейин толук ийгилик көрсөтүп, 35 ммде беш сыноонун үчөөндө ийгиликтүү болуп, %60 ийгилик көрсөткүчүнө жеткен. Катуу дөңгөлөк 25 мм тоскоолдукта %80 ийгилик көрсөтүп, 35 ммден тартып ийгиликсиз болгон. Изилдөөчүлөр бул жыйынтыктарды дөңгөлөктүн ийкемдүүлүгү контакт аянтын жана тоскоолдуктун геометриясына ылайыкташууну көбөйтө алышы менен байланыштырышат; бирок сыноолор прототиптин моторлору көтөрө алган салыштырмалуу төмөн жүктөрдө жүргүзүлгөн.

Титирөө эксперименттеринде катуу, гибрид жана жумшак дөңгөлөктөр жыгач полдо, Португалия тибиндеги таш төшөмөдө, асфальтта, металл тордо жана чөптүү бетте салыштырылган. Fast Fourier Transform (FFT) талдоосу, айрыкча жогорку жыштыктарда, ийкемдүү дөңгөлөктөр титирөөнүн өтүшүн азайта аларын көрсөткөн. Жумшак дөңгөлөк көпчүлүк катуу беттерде эң төмөн жогорку жыштыктагы ылдамдануу компоненттерин жараткан, ал эми гибрид дөңгөлөк колдонуу үчүн талап кылынган конструкциялык колдоону сактаганы үчүн кийинки адам катышкан сыноолордо тандалган.

Адамдар менен жүргүзүлгөн алгачкы негизги баалоодо басуу көйгөйү жок беш катышуучу эки башка башкаруу жөндөөсүн сынаган. Беш катышуучунун баары кайра жөндөлгөн Controller B туруктуураак экенин билдирип, кош тапшырмалуу басуу учурунда бул башкаруу интуитивдүүрөөк экенин белгилешкен. Андан кийин 65–80 жаш аралыгында жеңил кыймыл чектөөсү бар 30 адам саламаттык сактоо адистеринин көзөмөлүндө реабилитация чөйрөсүндө прототипти сынаган. Макалада жалпы кабыл алуу %50 оң, %25 нейтралдуу жана %25 терс деп берилген. Бул пайыздар 30 адамдык үлгүдөгү бүтүн адам санына так туура келбегендиктен, жыйынтыктар тегеректелген-тегеректелбегени көрсөтүлгөн эмес.

Түркия боюнча баалоо: Изилдөө Португалияда иштелип чыгып, бааланган. Роботтук таяк ыкмасы Түркиядагы карыларды кароо, үй ичиндеги кыймыл колдоосу жана реабилитация технологиялары үчүн изилдөөгө татыктуу инженердик багыт сунуштай алат; бирок колдонуучунун антропометриясы, кеңири тараган пол түрлөрү, реабилитация практикалары, түзмөктүн коопсуздук талаптары, мотор/момент керектөөлөрү жана клиникалык колдонуучу профилдери Түркия шарттарында өзүнчө текшерилиши керек. Португалиядагы чакан колдонуучу үлгүлөрүнөн алынган кабыл алуу жана колдонуу жыйынтыктары Түркиядагы колдонуучуларга түздөн-түз көчүрүлбөшү керек.

Изилдөөнүн негизги маселеси эмне?

Роботтук кыймыл колдоочу түзмөктөр боюнча изилдөөлөрдүн маанилүү бөлүгү дөңгөлөктүү басуу жардамчыларына жана чоңураак таяныч рамкаларга багытталган. Бул түзмөктөр жогорку механикалык колдоо бере алышса да, салмагы жана ээлеген аянты себептүү үй сыяктуу тар жана буюмдар көп чөйрөлөрдө колдонуу кыйын болушу мүмкүн. Роботтук таяк болсо кичирээк түзмөк классы; бирок бир гана жер менен контакт чекити болгондуктан туруктуулук жана тегиз эмес беттерде кыймылдоо жөндөмү боюнча олуттуураак долбоорлоо маселелери пайда болот.

Бул изилдөө чечүүгө аракет кылган боштук — күнүмдүк колдонууга жетиштүү жеңил, арзан жана чакан, ошол эле учурда майда бет бузулууларын жеңе ала турган жана колдонуучуга кошумча механикалык колдоо бере турган роботтук таяк иштеп чыгуу. Изилдөөчүлөр ушул максатта моторлуу бир дөңгөлөктүү таяк архитектурасына деформациялана алган пневматикалык эмес дөңгөлөк кошушкан.

Прототип кантип түзүлгөн?

Таяктын корпусу стандарттуу алюминий таякты моторду, электрониканы жана дөңгөлөктү көтөргөн алюминий рамка менен бириктирүү аркылуу түзүлгөн. Прототиптин жалпы массасы болжол менен 1,3 kg түзөт. Системанын архитектурасында таяктын эңкейиш бурчун өлчөө үчүн MPU6050 инерциялык өлчөө бирдиги (IMU), колдонуучу туткага берген күчтү өлчөө үчүн Interlink 402 күчкө сезгич резистор (FSR), башкаруу эсептөөлөрүн аткаруу үчүн NodeMCU ESP32 микроконтроллери жана моторду айдоо үчүн BTS7960 H-көпүрө драйвери колдонулган.

ESP32нин 240 MHz эки өзөктүү процессору башкаруу жана чыпкалоо операцияларын аткарат. Системада Bluetooth байланышы келечекте алыстан иштетүү же басуу талдоосу сыяктуу тапшырмалар үчүн колдонулушу мүмкүн экени айтылганы менен, азыркы изилдөөнүн негизги эксперименттери айлана-чөйрөнү сезүү же автономдуу навигацияга багытталган эмес. Бул түзмөк көрүүсү начар адамдар үчүн айланадагы тоскоолдуктарды аныктаган классикалык “акылдуу таяк” ыкмасынан айырмаланып, колдонуучунун басуусуна механикалык колдоо берүүнү көздөйт.

Бурчту өлчөө жана титирөөнү чыпкалоо кантип жүргүзүлөт?

MPU6050ден алынган акселерометр жана бурчтук ылдамдык маалыматтары Kalman чыпкасында бириктирилип, таяктын вертикалга карата бурчу эсептелген. Изилдөөчүлөр айрыкча кол титирөөлөрүнүн бурч сигналына таасирин азайтуу үчүн Kalman чыпкасынын чыгышына төмөн өткөрүүчү чыпка да колдонушкан.

Изилдөөдө берилген чыпка байланышы төмөнкүдөй:

\[ s_t=\alpha x_t+(1-\alpha)s_{t-1}, \qquad t>0 \]

Бул жерде \(x_t\) Kalman чыпкасынан келген учурдагы бурч баасын, \(s_{t-1}\) мурунку чыпкаланган бурч маанисин, \(s_t\) болсо учурдагы чыпкаланган маанини билдирет. Жумшартуу коэффициенти \(\alpha\) кесүү жыштыгына жараша:

\[ \alpha=\frac{2\pi f_c\Delta t}{1+2\pi f_c\Delta t} \]

түрүндө эсептелген. Изилдөөдө \(f_c=4\ \text{Hz}\) жана үлгүлөө периоду \(\Delta t=4\ \text{ms}\) алынып, \(\alpha=0{,}091\) алынган. MPU6050нин өзүнүн санариптик төмөн өткөрүүчү чыпкасы чийки сенсор деңгээлинде 21 Hzге коюлган.

Колдонуучунун таякка берген күчү кантип өлчөнгөн?

Туткадагы FSR сенсору колдонуучу таякка өткөргөн күчтү көзөмөлдөө үчүн колдонулган. Сенсордун өлчөө диапазону болжол менен 10 кгга чейин калибрленген. ESP32 окуган чийки ADC мааниси \(x\) менен грамм менен калибрленген күч маанисинин ортосундагы эксперименттик өзгөртүү булагында:

\[ F(x)=8.977\left(e^{0.001802147x}-1\right) \]

деп берилген. Бул теңдеме сенсордун электр чыгышын экспериментте колдонулуучу жүк баасына айлантат.

Эмне үчүн деформациялана алган дөңгөлөк колдонулган?

Роботтук таяктын дөңгөлөгү 95A Shore катуулугундагы TPUдан үч өлчөмдүү принтер менен жасалган. TPUнун ийкемдүүлүгү жана эскирүүгө туруктуулугу аны жүк астында кайталанма деформация талап кылган дөңгөлөк үчүн ылайыктуу материал кылат. Бирок дөңгөлөктүн реалдуу механикалык жүрүм-туруму материалдын катуулугу менен гана эмес, дөңгөлөктүн ичиндеги устун жана spoke геометриясы менен да аныкталат.

Изилдөөдө төрт негизги деформациялануучу дизайн иштелип чыккан: эки башка радиалдык дизайн (Radial va жана spoke саны азыраак Radial vb), бал уя сымал (Honeycomb) жана радиалдык менен бурчтуу элементтерди бириктирген гибрид (Hybrid) дөңгөлөк. Салыштыруу үчүн буларга катуу дөңгөлөк жана ийкемдүүлүктүн таасирин даана көрсөтүү максатында атайын өтө жумшак дөңгөлөк да кошулган.

Вертикалдык багыттагы деформация дөңгөлөктүн жер менен контакт бетин кеңейтип, беттеги бузулууга геометриялык ылайыкташууга жардам бериши мүмкүн. Бул жүрүм-турум соккулардын түздөн-түз таяктын корпусуна жана туткага өтүшүнүн ордуна жарым-жартылай дөңгөлөктүн деформациясында сиңишине мүмкүндүк берет. Бирок ашыкча ийкемдүүлүк да колдонуучу таякка жүк бергенде жетиштүү колдоо бербей калуу коркунучун жаратат. Ошондуктан долбоорлоо маселеси “мүмкүн болушунча жумшак дөңгөлөк” жасоо эмес, соккуну басаңдатуу менен көтөрүүчү катуулуктун ортосунда ылайыктуу тең салмак түзүү.

Дөңгөлөктүн механикалык модели

Изилдөөчүлөр деформациялануучу дөңгөлөктү концептуалдык жактан радиалдык пружина-баскыч элементтерден турган система катары түшүндүрүшөт. Пружина элементтери дөңгөлөктүн четинин жана spoke түзүлүшүнүн ийкемдүү деформациясын, баскычтар болсо материалдык гистерезис аркылуу энергия жоготуусун көрсөтөт. Жөнөкөйлөштүрүлгөн үч spoke мисалында \((K_i,\beta_i)=(50,3{,}7)\) жана \(M=1{,}3\ \text{kg}\) колдонулуп, механикалык бузулууга өткөөл жооп көрсөтүлгөн.

Бул модель эки иш аймагын бөлөт. Төмөн жүктө дөңгөлөк дээрлик тегерек бойдон калганда, катуу дөңгөлөктүү бир дөңгөлөк модели башкаруу үчүн жетиштүү жакындатуу деп кабыл алынат. Жүк көбөйгөндө дөңгөлөктүн радиусу олуттуу өзгөрөт, тоголонуу каршылыгы өсөт жана учурдагы сызыктуу модель жарактуулугун жоготот. Изилдөөчүлөр күчтүүрөөк мотор колдонулса, өзгөрмө эффективдүү радиусту эске алган жаңы башкаруу модели талап кылынышы мүмкүн экенин өзгөчө белгилешет.

LQR башкаруусунун милдети эмне?

Таяк динамикалык жактан дөңгөлөктүн үстүндө кыймылдаган тескери маятник сымал система катары моделдештирилген. LQR ыкмасы абал өзгөрмөлөрүндөгү четтөө менен башкаруу киришинин ортосунда математикалык тең салмак түзүп, кайтарым байланыш коэффициенттерин аныктайт. Негизги башкаруу чыгымы:

\[ J(u)=\int_{0}^{\infty}\left(x^TQx+u^TRu\right)dt \]

түрүндө. \(Q\) абал каталарын, \(R\) болсо мотор башкаруу аракетин канчалык деңгээлде жазалоону аныктайт. Булакта:

\[ Q= \begin{bmatrix} 1 & 0 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 1 & 0\\ 0 & 0 & 0 & 0 \end{bmatrix} \]

колдонулган. Төмөн ылдамдыктагы моторлор үчүн \(R=0{,}001\), жогорку ылдамдыктагы мотор үчүн жумшагыраак башкаруу жүрүм-турумун алуу максатында \(R=0{,}1\) тандалган.

Баштапкы LQR модели позиция, сызыктуу ылдамдык, таяктын бурчу жана бурчтук ылдамдык деген төрт абал өзгөрмөсүнө таянса да, азыркы прототип бурч менен бурчтук ылдамдыкты гана түз өлчөйт. Ошондуктан реалдуу башкарууда \(K_3\) жана \(K_4\) коэффициенттери гана колдонулуп, кайтарым байланыш:

\[ u=-\left(K_3\theta+K_4\dot{\theta}\right) \]

түрүндө колдонулган. Бул жерде \(\theta\) таяктын вертикалга карата бурчун, \(\dot{\theta}\) бурчтук ылдамдыкты жана \(u\) мотордун башкаруу чыңалуусун билдирет.

Булакта төмөн ылдамдыктагы мотор үчүн коэффициенттер вектору \(K_{low}=[-31{,}62,-17{,}73,247{,}43,60{,}17]\) деп берилген. Жогорку ылдамдыктагы мотор үчүн экинчи вектордун үчүнчү элементи булакта “45.3x0” түрүндө басылган. Бул туюнтма бир маанилүү сандык маани болбогондуктан бул жерде оңдолуп колдонулган эмес.

−10° менен +10° аралыгынын мааниси

Кадимки колдонууда система таяктын бурчун болжол менен −10° менен +10° аралыгында иштей тургандай жөндөлгөн. LQR башкаруусу өз алдынча +10° эталонунда туруктуу токтоонун ордуна ашып кетүү жаратышы мүмкүн болгондуктан, физикалык прототипте кошумча коопсуздук логикасы колдонулат: таяк +10°га жеткенде мотордун энергиясы өчүрүлөт, колдонуучу таякка жүк бере алат жана бурч кайра иш диапазонуна киргенде мотор кайра иштетилет. −10° чамасында болсо мотор таякты кайра алдыга кыймылдата баштайт.

Бул чечим прототип эксперименттерин жүргүзүүгө мүмкүндүк берди; бирок бир башкаруу кириши бар система дөңгөлөктүн сызыктуу ылдамдыгын да, таяктын бурчун да бир убакта көз карандысыз башкара албасын көрсөттү. Изилдөөчүлөр келечекте колдонуучуга жана дөңгөлөктүн деформациясына ылайыкташа ала турган өнүккөн башкаруу ыкмалары керек экенин белгилешет.

Мотор тандоо эмне үчүн маанилүү болду?

Эки мотор сыналган. 5840-555 моделинин максималдуу ылдамдыгы 470 rpm болгону менен моменти төмөн болуп, таякка жүк берилгенде оңой токтогон. 5840-31zy модели 160 rpm максималдуу ылдамдыкка ээ болгондуктан жайыраак, бирок жогорку жүк көтөрүү жөндөмүн көрсөткөн жана кийинки эксперименттерде тандалган.

Мотор кубатынын төмөн болушу изилдөөнүн маанилүү чектөөлөрүнүн бири. Ошол эле учурда изилдөөчүлөр төмөн кубат менен чоң редуктор катышы айрым пассивдүү коопсуздук артыкчылыктарын берерин талкуулашат: таяк ашыкча жүктөлсө, мотордун түзмөктү көзөмөлсүз алдыга түртүшү кыйындайт, энергия жоголгондо болсо дөңгөлөктүн эркин айланышы чектелет. Программалык watchdog механизмдери да адаттан тыш башкаруу чыгыштарын бөгөттөө үчүн колдонулган.

Сокку жана титирөө эксперименттери эмнени көрсөттү?

Катуу, гибрид жана атайын жумшак дөңгөлөктөр ар кандай беттерде болжол менен 30 секунддук тесттер менен салыштырылган. Таяк тик кармалып, моторго туруктуу команда берилген жана вертикалдык ылдамдануу өлчөнүп, FFT аркылуу жыштык компоненттери талданган.

Жыгач полдо 20 Hzден жогорку жыштыктарда катуу дөңгөлөктүн ылдамдануу амплитудасы жалпысынан эң жогорку, жумшак дөңгөлөктүкү эң төмөн болгон. Жумшак жана гибрид дөңгөлөктөрдө spoke геометриясына байланышкан айкын жыштык чокулары байкалган. Португалия тибиндеги тегиз эмес таш төшөмөдө катуу дөңгөлөк 5 Hzден төмөн жана 20 Hzден жогору аймактарда жогору ылдамдануу компоненттерин жараткан; жумшак дөңгөлөк айрыкча 5 Hzден жогорку титирөөнү азайтууда ийгиликтүүрөөк болгон.

Асфальт эксперименттеринде 10 Hzден жогорку аймакта жумшак дөңгөлөк жалпысынан жакшыраак басаңдатуу көрсөткөн. Гибрид дизайнда болжол менен 10–15 Hz чамасында айкын конструкциялык чоку байкалган. Металл тор экспериментин түшүндүргөн текстте катуу дөңгөлөк 15–20 Hz чамасында айкын титирөө чокусун жараткан, ал эми жумшак дөңгөлөк бетке ылайыкташып, төмөн титирөө көрсөткөнү айтылат. Булактагы 15-сүрөттүн график башында жаңылыш “asphalt” деген жазуу калып калгандыктан, бул визуалдык белги илимий маалымат менен чаташтырылбашы керек.

Чөптүү бетте үч дөңгөлөк түрү бири-бирине окшошураак жүрүм-турум көрсөткөн. Изилдөөчүлөр муну чөп өзү жерден келген соккуларды жарым-жартылай басаңдатканы менен түшүндүрүшөт. Натыйжада деформациялануучу дөңгөлөктөрдүн артыкчылыгы бардык беттерде бирдей эмес; натыйжалуулук беттин механикалык касиеттерине көз каранды.

Изилдөө эмнени колдойт?

• Ийкемдүү дөңгөлөктүн геометриясы прототиптин майда тоскоолдуктардан өтүү жөндөмүн катуу дөңгөлөккө караганда жогорулата алат.
• Жумшак дөңгөлөк көптөгөн катуу беттерде, айрыкча жогорку жыштыктагы титирөөнүн өтүшүн азайта алат.
• Гибрид дөңгөлөк ийкемдүүлүк менен колдонуучуну көтөрүүчү конструкциялык бүтүндүктүн ортосунда изилдөөчүлөр кийинки сыноолор үчүн ылайыктуу деп тапкан тең салмакты камсыз кылган.
• Кайра жөндөлгөн LQR негизиндеги Controller B беш адамдык негизги колдонуучу тобунда Controller Aга караганда туруктуураак жана кош тапшырмалуу басууда интуитивдүүрөөк деп кабыл алынган.
• Прототип саламаттык сактоо адистеринин көзөмөлүндө жеңил кыймыл чектөөсү бар реалдуу колдонуучулар менен иштетилген.

Изилдөө эмнени далилдебейт?

• Роботтук таяк кулап кетүүнү азайтары көрсөтүлгөн эмес.
• Узак мөөнөттүү клиникалык пайда же таяныч-кыймыл системасына түшкөн жүктүн сандык азайышы далилденген эмес.
• Түзмөк орточо же оор кыймыл чектөөсү бар адамдар үчүн коопсуз экени көрсөтүлгөн эмес.
• 30 адамдык реабилитациялык баалоо көзөмөлдөнгөн клиникалык изилдөө эмес.
• Ар кандай оору топторунун арасында салыштырмалуу натыйжалуулук талдоосу жүргүзүлгөн эмес.
• Күчтүүрөөк мотор, олуттуу дөңгөлөк деформациясы жана жогорку колдонуучу жүгү шартында азыркы LQR модели жетиштүү экени көрсөтүлгөн эмес.
• Португалиядагы колдонуучу кабыл алуу жыйынтыктарын башка өлкөлөргө жана саламаттык сактоо системаларына түз жалпылоого болбойт.

Изилдөөнүн Ыкмасы жана Жыйынтыктары

Аппараттык жабдуу жана өлчөө системасы

Система төмөн баа жана төмөн салмак максаты үчүн коммерциялык жактан оңой табылуучу компоненттерден курулган. Бул тандоо прототипти кайталоону жеңилдеткени менен, айрыкча мотор моментин чектеген негизги инженердик компромистердин бирин түзгөн.

Тоскоолдуктан өтүү эксперименти

Ар бир дөңгөлөк/мотор жупташуусу 5 ммден баштап өсүп турган тоскоолдук бийиктиктеринде сыналып, ар бир шарт үчүн беш кайталоо жасалган. Төмөндөгү көрүнгөн таблица булактын 1-таблицасындагы ийгилик пайыздарын берет. Honeycomb дизайнынын 55 мм уячасы булак таблицасында бош болгондуктан маани түзүлгөн эмес.

Булактын түшүндүрмөсүнө ылайык, гибрид дөңгөлөк өз радиусунун болжол менен %33үнө барабар тоскоолдук бийиктигине чейин %100 ийгилик көрсөткөн жана болжол менен %46га чейин жарым-жартылай ийгиликке жеткен. Атайын жумшак дөңгөлөк болсо өз радиусунун болжол менен %60ына туура келген тоскоолдукту беш сыноонун баарында өткөн. Изилдөөчүлөр муну ийкемдүүлүк көбөйгөн сайын тоскоолдук менен контакт жана кармашуу жакшырганы менен байланыштырышат; бирок мотор моменти жетишсиз болгондо ашыкча деформация дөңгөлөктүн айланышын да кыйындатат.

FFT негизиндеги титирөөнү баалоо

Бул эксперименттер деформациялануучу дөңгөлөк механикалык чыпкадай иштей аларын колдойт; бирок булак иш туткага өтүүчү таяныч-кыймыл системасынын жүгүн түз биомеханикалык өлчөөлөр менен баалаган эмес.

Беш адамдык негизги колдонуучу баалоосу

Басуу кыйынчылыгы жок беш катышуучу кыска басуу, ошол эле маршрутта когнитивдик кош тапшырмалуу басуу жана отуруп-туруу тапшырмаларын эки башкаруу жөндөөсү менен аткарган. Controller A мурунку негизги алгоритмди, Controller B болсо азыркы прототип үчүн кайра жөндөлгөн коэффициенттерди билдирет.

Беш катышуучунун баары Controller Bни туруктуураак деп сүрөттөшкөн. Кош тапшырмалуу басууда да бардык катышуучулар Controller B интуитивдүүрөөк экенин билдиришкен. Бирок бою кыска үч катышуучу +10° эталондук эңкейиш алар үчүн ашыкча экенин айтып, таяктын узундугун же уруксат берилген бурч диапазонун адамга жараша жөндөө керек болушу мүмкүн экенин көрсөткөн.

Жеңил кыймыл чектөөсү бар 30 колдонуучу менен баалоо

Изилдөөнүн кийинки этабында 65–80 жаштагы, ар кандай ден соолук абалдарына байланыштуу кыймыл чектөөсү бар 30 адам Португалия саламаттык сактоо системасына караган жергиликтүү саламаттык бөлүмүндө, саламаттык адистеринин көзөмөлүндө прототипти сынаган. Катышуучулар атайын эксперимент үчүн чогултулган эмес; кадимки реабилитация процессинде терапевттер ылайыктуу деп тапкан адамдардын арасынан ыктыярдуу катышкан. Эксперимент беттери тегиз же плитка тигиштери сыяктуу өтө майда тегиз эместиктерге гана ээ болгон.

Жалпы колдонуучу кабыл алуусу булакта %50 оң, %25 нейтралдуу жана %25 терс деп берилген. N=30 үчүн бул пайыздар бүтүн адам санына түз туура келбегендиктен, бөлүштүрүү тегеректелгенби же жокпу макалада түшүндүрүлгөн эмес. Терс пикирлердин негизги темалары таяктын узундугу жана −10°/+10° иш бурчу айрым колдонуучуларга ыңгайсыздык жараткандыгы болгон.

Саламаттык адистери кененирээк дөңгөлөк контакт аянты жана дөңгөлөктүн төмөн жүктөгү деформациясы колдонуучунун туруктуулугуна жана ыңгайлуулугуна салым кошушу мүмкүн экенин техникалык баа катары билдиришкен. Бирок бул пикир булчуң активдүүлүгү, муун моменти, кулап кетүү жыштыгы же узак мөөнөттүү функционалдык жыйынтык сыяктуу объективдүү клиникалык өлчөөлөр менен ырасталган эмес.

Негизги техникалык чектөөлөр

• Учурдагы моторлор жогорку колдонуучу жүктөрүндө оңой токтогондуктан, түзмөк негизинен жеңил кыймыл чектөөлөрү үчүн бааланган.
• Жогорку деформацияда дөңгөлөктүн радиусу өзгөргөндүктөн, катуу дөңгөлөк божомолуна негизделген учурдагы LQR модели жарактуулугун жоготушу мүмкүн.
• Беш адамдык негизги колдонуучу тобу өтө чакан жана басуу кыйынчылыгы жок адамдардан турат.
• 30 адамдык реабилитациялык баалоо кыска мөөнөттүү колдонуучу кабыл алуусуна багытталган; толук клиникалык жыйынтык көрсөткүчтөрү берилген эмес.
• Тоскоолдуктан өтүү тесттери жогорку колдонуучу жүктөрүн билдирбейт.
• Титирөө жыйынтыктары көбүрөөк беттер жана кеңири эксперименттер менен ырасталышы керек.
• Колдонуучунун бою жана басуу стили туруктуу бурч чектери баарына ылайыктуу болбой калышы мүмкүн экенин көрсөтөт.

Булак жана Ыкма Эскертмеси

Толук оригиналдуу иштин аталышы: A Soft Wheel Robotic Cane for Light Mobility Disabilities

Авторлор жана ирети: Tomás Ferreira; João Silva Sequeira; Isabel Marques Santos; Ana Marques Oliveira.

Жооптуу автор: João Silva Sequeira.

Тең салым/тең биринчи автор: Булакта мындай билдирүү жок.

Мекемелер: Instituto Superior Técnico, 1049-001 Lisboa, Portugal; Unidade Local de Saude Loures-Odivelas, 2674-514 Loures, Portugal.

Журнал: Actuators.

Басмакана: MDPI, Basel, Switzerland.

Том жана макала номери: Actuators 2026, 15, 232.

DOI: 10.3390/act15050232.

Расмий жарыя шилтемеси: https://doi.org/10.3390/act15050232

Жарыя процесси: Алынды 4-март 2026; кайра каралды 9-апрель 2026; кабыл алынды 18-апрель 2026; жарыяланды 23-апрель 2026.

Булак түрү жана рецензия статусу: Рецензияланган изилдөө макаласы. Иш жардамчы робототехника жана кыймыл колдоосу жаатында физикалык прототип, инженердик эксперименттер жана колдонуучу баалоосун камтыйт.

Лицензия: Creative Commons Attribution (CC BY).

Каржылоо: LARSyS FCT desteği; 10.54499/LA/P/0083/2020 ve 10.54499/UID/50009/2025.

Этика жана макулдук: Изилдөө Хельсинки декларациясынын алкагында жүргүзүлгөн; зыян келтирүүчү процедура жана жеке маалымат жазуусу болбогондуктан этика комитетинин кароосу/бекитүүсүнөн бошотулган. Катышуучулардан маалымдалган макулдук алынган.

Маалымат жеткиликтүүлүгү: Изилдөөдө колдонулган маалыматтар негиздүү өтүнүч боюнча жооптуу автордон алына алары көрсөтүлгөн.

Кызыкчылыктар кагылышы: Авторлор кызыкчылыктар кагылышын билдиришкен эмес.

Автордук салымдар: Tomás Ferreira — концептуалдаштыруу, программалык камсыздоо, изилдөө жана алгачкы долбоор; João Silva Sequeira — концептуалдаштыруу, маалымат курациясы, карап чыгуу/редакциялоо, кеңеш берүү, долбоор башкаруу жана каржылоо; Isabel Marques Santos — ресурстар, текшерүү жана карап чыгуу/редакциялоо; Ana Marques Oliveira — текшерүү жана карап чыгуу/редакциялоо милдеттерин аткарган.

Булак ичиндеги дал келбестиктер: Жогорку ылдамдыктагы мотордун LQR коэффициенттер векторунун үчүнчү элементи булакта “45.3x0” деп басылган жана бул жерде үнсүз оңдолгон эмес. Тоскоолдуктан өтүү 1-таблицасында Honeycomb дөңгөлөктүн 55 мм жыйынтыгы көрүнүп тургандай бош калтырылган. 15-сүрөт металл тор экспериментин түшүндүргөнү менен графиктин үстүңкү башында “asphalt” деп жазылган. N=30 реабилитация тобу үчүн берилген %50/%25/%25 кабыл алуу пайыздары да бүтүн адам санына түз айланбайт; булак тегеректөө ыкмасын түшүндүргөн эмес.

Методологиялык түшүндүрмө чеги: Бул изилдөө физикалык прототипти жана реалдуу колдонуучу сыноолорун камтыса да, клиникалык натыйжалуулук изилдөөсү эмес. Кулап кетүүнү алдын алуу, узак мөөнөттүү коопсуздук, ооруга тиешелүү реабилитация пайдасы же таяныч-кыймыл системасына сандык клиникалык пайда көрсөтүлгөн эмес. Учурдагы мотор жана башкаруу архитектурасы оор жүктөрдө же өнүккөн кыймыл чектөөлөрүндө текшерилген эмес.

Бул Verianla мазмунундагы илимий жыйынтыктар көрсөтүлгөн булак ишине гана негизделет. Тышкы булактардан жаңы эксперименттик жыйынтык, клиникалык табылга, механизм же performance маалыматы кошулган эмес. Тышкы текшерүү библиографиялык жарыя идентификациясын гана көзөмөлдөө үчүн колдонулган.