Utafiti huu unachunguza eksoskeletoni mseto ya nyonga inayoendeshwa kwa kebo iliyotengenezwa kusaidia mtu kurejesha usawa baada ya mwendo usiotarajiwa wa ardhi, pamoja na mkakati wa udhibiti wa mkao ulioundwa kwa kifaa hiki. Mfumo unaoitwa Wearable Assistive Device (WAD) unaunganisha tabaka laini linalovaliwa na kugusana na mwili, muundo mgumu wa nje unaobeba mota na vipengele vya udhibiti, na kebo za Bowden zinazopitisha nguvu za mota hadi eneo la nyonga.

Wazo kuu la udhibiti wa mfumo ni la moja kwa moja: athari ya usumbufu isiyotarajiwa inapotokea, katika mfumo wa binadamu–eksoskeletoni kuweka uhamisho wa kituo cha wingi katika mwelekeo wa mlalo karibu na sifuri kadiri iwezekanavyo. Kwa hili, pembe lengwa ambayo nyonga inapaswa kufikia huhesabiwa kwa kutumia vigezo vya hali kama pembe ya jukwaa, mwendo wa mguu–jukwaa, na pembe za goti na kifundo cha mguu; kisha mota hutumia kebo kuleta mwendo kwenye kiwiliwili unaosaidia kudumisha usawa.

Katika uigaji wa miili mingi wa utafiti, hali tatu zililinganishwa: bila eksoskeletoni, eksoskeletoni ikiwa imevaliwa lakini imezimwa, na eksoskeletoni ikiwa hai. Athari ya usumbufu iliyotumiwa katika uigaji ilikuwa mwinamo wa jukwaa wa 6° na kasi ya angular ya 10°/s. Katika hali ya WAD hai, nafasi ya mlalo ya kituo cha wingi iliwekwa karibu na sifuri, mfumo ukarudi ndani ya Feasible Stability Region (FSR; Eneo Linalowezekana la Uthabiti), na kuteleza/kujitenga kwa kiwango kidogo sana kati ya mguu na jukwaa kulihesabiwa. Miundo ya WAD tulivu na isiyo na eksoskeletoni, kwa upande mwingine, ilisogea hadi eneo la Backward Balance Loss (BBL; kupoteza usawa kuelekea nyuma) chini ya hali hiyo hiyo ya uigaji.

Hata hivyo, matokeo haya si majaribio kwa washiriki binadamu. Watafiti wanasema wazi kwamba matokeo ya majaribio kutoka kwa washiriki halisi bado hayapatikani na wanapanga katika kazi zijazo kulinganisha WAD hai/tulivu kwa watu wazima vijana na wazee. Kwa hiyo, utafiti unatoa ushahidi thabiti wa uigaji kuhusu kanuni ya udhibiti wa kifaa na uwezekano wake wa kimakanika; hautoi ushahidi wa kupunguza kuanguka au ufanisi wa kitabibu kwa binadamu halisi.

Kwa mtazamo wa Türkiye, utafiti huu ni mfano muhimu wa mbinu kwa vikundi vya uhandisi vinavyoendeleza roboti za ukarabati, robotiki zinazovaliwa, teknolojia za kusaidia wazee na mwingiliano wa binadamu–roboti. Hata hivyo, kabla ya matumizi kwa mtumiaji halisi, kunahitajika uthibitishaji wa majaribio unaozingatia utofauti wa anthropometria, ucheleweshaji wa vihisi, uanzishaji wa misuli ya binadamu, faraja, usalama, ucheleweshaji wa udhibiti na athari halisi za usumbufu.

Tatizo kuu ambalo utafiti unajaribu kutatua ni lipi?

Usawa wa binadamu unapovurugika, mwili hulazimika kupanga upya uhusiano kati ya kituo cha wingi na uso wa kutegemeza. Hasa kwa watu wazee, kupoteza usawa kunaweza kuhusishwa na matokeo makubwa kama kuanguka, kuumia na kulazwa hospitalini. Lengo la utafiti ni kutengeneza mfumo wa msaada unaovaliwa ambao hauzuii mwendo wa asili wa binadamu kadiri iwezekanavyo, lakini unaweza kuingilia kati kwa kasi ya kutosha athari hatari ya usumbufu inapotokea.

Katika hatua hii kuna mgongano wa kihandisi kati ya eksoskeletoni za kawaida zilizo ngumu na zile laini kabisa. Eksoskeletoni ngumu zinaweza kupitisha torati kubwa, lakini kutolingana kikamilifu kwa mhimili wa kiungo cha kimakanika na mhimili wa anatomia wa nyonga kunaweza kumletea mtumiaji mzigo wa ziada. Eksoskeletoni laini zinaweza kuwa nyepesi na zenye starehe zaidi, lakini kwa kawaida nguvu na torati zinazoweza kupitisha huwa na kikomo zaidi.

Watafiti wanapendekeza muundo mseto unaounganisha faida za mbinu hizi mbili: sehemu inayogusana na mtumiaji ni nyumbufu, huku fremu ya nje inayobeba mota na vifaa vya udhibiti ikiwa ngumu. Uhamishaji wa nguvu hufanywa kupitia kebo badala ya kupitia viungo vigumu vya kimakanika moja kwa moja.

Eksoskeletoni ya WAD imeundwaje?

Kielelezo 1 katika ukurasa wa 3 wa utafiti kinaonyesha modeli ya kompyuta pamoja na prototaipu halisi ya WAD. Mfumo una tabaka mbili kuu:

• Muundo laini unaovaliwa: hugusana moja kwa moja na mtumiaji.
• Muundo mgumu wa nje: hubeba mota, vifaa vya elektroniki vya udhibiti na viunga vya kimakanika.

Mota zimewekwa katika sehemu ya nyuma ya muundo mgumu. Ncha moja ya kebo za Bowden imeunganishwa kwenye paja la mtumiaji, na ncha nyingine kwenye puli zilizounganishwa na shafu za mota. Mzunguko wa puli ya mota hubadilisha urefu huru wa kebo na kutengeneza nguvu ya kusaidia kwenye nyonga.

Katika muundo wa jumla, miondoko mitatu inaweza kusaidiwa kwa kujitegemea kwa kila mguu:

• Fleksioni ya nyonga,
• Ekstensheni ya nyonga,
• Abduksioni ya nyonga.

Jukwaa la usawa linafanya kazi gani?

Jukwaa linalotumiwa na watafiti katika mradi wa REBALANCE lina msingi mmoja usiohamishika na msingi mmoja unaosogea wenye daraja moja la uhuru. Mfumo hutumiwa kuunda usumbufu wa mkao usiotarajiwa katika mwelekeo wa mbele–nyuma au wa pembeni.

Uwezo wa kiufundi wa jukwaa halisi umetajwa katika chanzo kuwa:

• mwendo wa angular wa ±10°,
• kasi ya angular ya juu ya 30°/s

.

Hata hivyo, uwezo wote haukutumiwa katika uigaji wa makala hii. Kwa uchanganuzi linganishi, zilitumiwa:

• pembe ya jukwaa ya 6°,
• kasi ya angular ya jukwaa ya 10°/s

. Tofauti hii ni muhimu: ±10° na 30°/s ni uwezo wa kiufundi wa jukwaa, ilhali 6° na 10°/s ni hali kuu ya uigaji katika makala.

Mwili wa binadamu uliwakilishwaje katika modeli?

Tabia ya kimakanika ya WAD ilichunguzwa kwa kutumia Multibody Human Model (MBDHM) iliyotengenezwa katika mazingira ya MATLAB, Simulink na Simscape Multibody.

Katika modeli:

• Nyonga iliwakilishwa kama kiungo cha duara,
• Goti kama kiungo cha kuzunguka,
• Kifundo cha mguu kama kiungo cha kuzunguka

.

Chanzo kinaonyesha mipangilio mitatu tofauti ya aktueta kwa eksoskeletoni:

1. Jumla ya aktueta 6kwa fleksioni, ekstensheni na abduksioni katika kila mguu,
2. Usanifu uliorahisishwa wenye jumla ya aktueta 3 ,
3. Muundo ulio rahisi zaidi unaotumiwa katika uigaji wa udhibiti wa mkao wa makala hii na unaochunguza mwendo wa mbele–nyuma.

Watafiti walitoa uundaji wa kihisabati kutoka kwenye modeli ya jumla yenye aktueta sita, lakini walifanya uigaji wote wa usawa katika makala kwa modeli iliyorahisishwa ya mbele–nyuma katika Kielelezo 2c.

Je, misuli ilimodeliwa moja kwa moja?

Hapana. Hii ni mojawapo ya dhana muhimu zaidi za uundaji modeli katika utafiti.

Badala ya kuwakilisha uanzishaji wa hiari wa misuli kwa modeli ya kina ya neva–misuli, watafiti waliongeza vipengele vya ugumu sawa wa viungo na upunguzaji wa mtikisiko kwenye nyonga, goti na kifundo cha mguu. Lengo lilikuwa kuwakilisha kwa ukadiriaji athari ya upinzani wa misuli–tendo wa pasivu au usio wa hiari kwenye usawa hata bila udhibiti wa hiari wa misuli.

Waandishi wanaeleza wazi katika sehemu ya matokeo kwamba mbinu hii ni dhana yenye nguvu . Kwa hiyo modeli si uigaji wa moja kwa moja wa udhibiti halisi wa neva–misuli ya binadamu.

Wazo kuu la kihisabati la udhibiti wa mkao ni lipi?

Lengo kuu la mkakati wa udhibiti ni kuweka nafasi kamili ya kituo cha wingi katika mwelekeo wa mlalo karibu na sifuri kadiri iwezekanavyo:

\[ P_{YCOM}\approx0 \]

Katika chanzo, kuratibu kamili za mlalo na wima za kituo cha wingi, \(P_{YCOM}\) na \(P_{ZCOM}\), huhesabiwa kwa kutumia sehemu za mwili wa binadamu, mwendo wa jukwaa na kuteleza kwa mguu.

Pembe kamili ya kituo cha wingi ni:

\[ \theta_{COM} = \tan^{-1} \left( \frac{P_{YCOM}}{P_{ZCOM}} \right) \]

na pembe ya ndani ikilinganishwa na jukwaa linalosogea ni:

\[ \theta_{RCOM} = \tan^{-1} \left( \frac{P_{YRCOM}}{P_{ZRCOM}} \right) \]

.

Lengo la kidhibiti ni kuhesabu, kwa kutimiza kwa ukadiriaji sharti la \(P_{YCOM}=0\), pembe lengwa ya nyonga \(\theta_H^*\). Mlinganyo (22) katika makala hutumia pembe ya jukwaa \(\theta_p\), pembe ya goti \(\theta_K\), pembe ya kifundo cha mguu \(\theta_A\), mwendo wa jamaa wa mguu–jukwaa \(u_p\), na jiometria ya sehemu za mwili kuzalisha pembe hii lengwa.

Kisha amri ya mota:

\[ \theta_M=G\theta_H^* \]

huainishwa. Hapa \(G\) ni konstanti inayobadilisha mwendo lengwa wa nyonga kuwa mwendo wa aktueta.

Mfumo wa udhibiti unaweza kutegemea vihisi gani katika kifaa halisi?

Katika modeli ya uigaji ya utafiti, pembe za jukwaa, goti na kifundo cha mguu pamoja na mwendo wa jamaa wa mguu–jukwaa huchukuliwa moja kwa moja kutoka kwenye vigezo vya modeli. Waandishi wanaeleza kwamba katika matumizi halisi, pembe zinaweza kupimwa kwa vihisi vinavyovaliwa vinavyofanana na IMU, huku vigezo vya mfumo wa mota na kebo vikipimwa kwa enkoda na vihisi vingine vya kifaa.

Katika usanifu wa udhibiti uliowasilishwa katika chanzo, ingizo ni pembe ya jukwaa \(\theta_p\). Algoriti ya mkao pia hutumia data za \(\theta_K\), \(\theta_A\) na \(u_p\) kuzalisha lengo la \(\theta_H^*\); kupitia gain \(G\), pembe ya mota \(\theta_M\) hutengenezwa.

Vigezo vikuu vya uigaji vilikuwa vipi?

Eksoskeletoni hai ilibadilishaje usawa tuli?

Kielelezo 8 katika ukurasa wa 13 wa utafiti kinalinganisha nafasi ya mlalo ya kituo cha wingi kwa hali tatu:

• Hakuna WAD,
• WAD ipo lakini imezimwa,
• WAD hai.

WAD hai ilipotumiwa, thamani iliyosanifishwa ya \(P_{YCOM}\) ilibaki karibu na sifuri katika mwendo wote wa usumbufu wa 6°. Kinyume chake, katika hali zisizo na eksoskeletoni na za WAD tulivu, nafasi ya mlalo ya kituo cha wingi iliondoka kwa kiasi kikubwa kadiri pembe ya jukwaa ilivyoongezeka.

Matokeo yalikuwa yapi kwa upande wa usawa unaobadilika?

Kielelezo 10 katika ukurasa wa 14 wa utafiti kinatoa uchanganuzi muhimu zaidi. Hapa nafasi na kasi ya kituo cha wingi hutathminiwa kwa pamoja, na hali ya nguvu ya mfumo hulinganishwa na Feasible Stability Region (FSR) .

Nukta ya mwisho ya uigaji uliofanywa kwa WAD hai hubaki ndani ya FSR. Hii inaonyesha kwamba modeli ilirejesha usawa baada ya mwendo wa usumbufu.

WAD inapozimwa au kutotumiwa kabisa, trajektoria haziwezi kurudi FSR na huendelea hadi eneo linaloitwa katika chanzo Backward Balance Loss (BBL) .

Aktueta inaingilia kati kwa kiasi gani?

Katika Kielelezo 9, watafiti wanaonyesha torati ya aktueta ya WAD ikiwa imesanifishwa kwa mujibu wa misa ya jumla ya binadamu + WAD. Kadiri pembe ya jukwaa inavyoongezeka, mwelekeo na ukubwa wa torati ya aktueta hubadilika kulingana na uingiliaji wa usawa.

Grafu inaonyesha torati iliyosanifishwa ikielekea takriban −0,15 Nm/kg. Hata hivyo, chanzo hakibadilishi grafu hii kuwa hitaji moja sahihi la torati ya mota kwa ajili ya muundo. Kwa hiyo haipaswi kufasiriwa moja kwa moja kama torati ya chini kabisa ya nominali inayohitajika kwa mota fulani.

Je, mguu unateleza juu ya jukwaa?

Kielelezo 11 katika ukurasa wa 15 wa utafiti pia kinaonyesha uhamisho wa mstari wa jamaa kati ya mguu na jukwaa linalosogea katika hali ya WAD hai.

Watafiti wanaeleza kuwa uhamisho huu ni mdogo sana na hauleti tofauti yenye maana kati ya mifumo ya marejeo ya ndani/kamili. Pia inaelezwa kuwa ishara ya uhamisho inaonyesha mwendo unahusiana zaidi na kuteleza kunakosababishwa na mvuto kuliko kuvutwa kwa kiwiliwili na eksoskeletoni.

Katika grafu ya chanzo, thamani hufikia takriban −15 mm mwishoni mwa mwendo wa usumbufu wa 6°; hata hivyo, watafiti wanaitathmini kama uhamisho mdogo wa mguu–jukwaa katika kiwango cha modeli.

Kwa nini eksoskeletoni inadhibiti nyonga pekee kwa njia hai?

Katika modeli, goti na kifundo cha mguu vinawakilishwa kwa ugumu wa pasivu na upunguzaji wa mtikisiko, huku udhibiti hai ukifanywa kupitia nyonga. Sababu ni kwamba mkakati wa utafiti hutumia kuyumba kwa kiwiliwili kuweka upya kituo cha wingi.

Kwa maneno mengine, badala ya kudhibiti kifundo cha mguu au goti moja kwa moja kwa mota, mfumo hujaribu kubadilisha nafasi ya kituo cha wingi cha mwili mzima kwa kuinamisha sehemu ya juu ya mwili kwa nguvu za kebo.

Katika sehemu ya hitimisho, waandishi wanasema kuwa katika uigaji kuyumba kwa kiwiliwili kulijitokeza kama utaratibu mkuu wa kuleta uthabiti .

Tofauti kati ya hali hai, tulivu na isiyo na eksoskeletoni ni ipi?

Utafiti unasema jambo gani kuu?

Utafiti unaonyesha kwamba eksoskeletoni ya nyonga inayoendeshwa kwa kebo inapounganishwa na modeli ya miili mingi ya binadamu, algoriti rahisi kiasi ya udhibiti wa mkao inayolenga nafasi ya mlalo ya kituo cha wingi inaweza kuzuia kupoteza usawa chini ya hali fulani za uigaji.

Matokeo haya pia yanaonyesha kwamba mfumo wa udhibiti hutoa miundombinu ya uigaji inayoweza kutumiwa kukokotoa vigezo vya muundo kama torati ya mota, nguvu za kebo na mizigo ya viungo.

Matokeo ambayo utafiti haujathibitisha

• Haijaonyeshwa kuwa WAD hupunguza kiwango cha kuanguka kwa watu wazee halisi.
• Algoriti ya udhibiti haijathibitishwa kwa majaribio kwa washiriki binadamu.
• Ufanisi wa mfumo katika ukarabati wa kitabibu haujachunguzwa.
• Haijaonyeshwa kuwa inahakikisha usawa katika miondoko yote ya usumbufu zaidi ya 6° na 10°/s.
• Haijaonyeshwa kuwa inatoa utendaji sawa kwa watumiaji wote wenye urefu, uzito na sifa tofauti za anthropometria.
• Uanzishaji halisi wa misuli haujamodeliwa.
• Ucheleweshaji wa neva–misuli wa watu wazee halisi au watu wenye matatizo ya neva haujapimwa moja kwa moja.
• Visumbufu vyote vya pande tatu nje ya fleksioni–ekstensheni havijathibitishwa kwa majaribio kwa kutumia matokeo makuu ya makala hii.
• Haijaonyeshwa kwa ulinganisho kwamba vidhibiti mbadala ni bora au vibaya zaidi kuliko njia hii.

Vikwazo muhimu vya utafiti ni vipi?

Kikwazo cha kwanza na muhimu zaidi ni kutokuwepo kwa majaribio kwa binadamu. Ingawa prototaipu halisi ya WAD ipo, matokeo ya usawa yaliyowasilishwa katika makala yanategemea uigaji wa miili mingi.

Kikwazo cha pili ni udhibiti wa misuli. Badala ya uanzishaji halisi wa neva–misuli, ugumu thabiti wa viungo na upunguzaji wa mtikisiko umetumiwa. Waandishi wanakubali hii kama dhana ya makusudi lakini yenye nguvu.

Kikwazo cha tatu ni uchanganuzi wa unyeti. Ingawa watafiti wanasema walijaribu baadhi ya seti mbadala za vigezo, hawajachapisha uchanganuzi wa kina wa unyeti. Hii imepangwa kufanywa baada ya data halisi za majaribio kupatikana.

Kikwazo cha nne ni usanifu wa udhibiti. Utafiti unatumia kwa makusudi njia rahisi ya udhibiti wa mkao. Vidhibiti mbadala au vya ziada kama udhibiti wa kasi na udhibiti wa nguvu havijalinganishwa.

Kikwazo cha tano ni kwamba mwendo wa binadamu katika uigaji umeondolewa kwa kiasi kikubwa katika athari za hiari za misuli. Mtumiaji halisi anaweza kuitikia kikamilifu pamoja na eksoskeletoni; mwingiliano huu bado haujathibitishwa na utafiti.

Mbinu na Matokeo ya Utafiti

Mkabala wa utafiti

Utafiti unaunganisha vipengele vitatu vikuu vya uhandisi:

1. Muundo wa kimakanika wa WAD, eksoskeletoni mseto ya nyonga inayoendeshwa kwa kebo,
2. Uundaji wa modeli ya miili mingi na ya uchanganuzi ya binadamu–eksoskeletoni,
3. Upimaji kwa uigaji wa mkakati wa udhibiti wa mkao unaolenga nafasi ya kituo cha wingi.

Kwa hiyo, utafiti si muundo wa eksoskeletoni pekee wala algoriti ya udhibiti pekee; muundo wa kimakanika, biomekanika ya binadamu na udhibiti vinashughulikiwa ndani ya modeli moja.

Modeli ya kimakanika

Katika modeli ya jumla, nguvu tofauti za kebo \(F_{pf}\) na \(F_{pe}\) kwa fleksioni na ekstensheni, torati za mota \(M_{pf}\) na \(M_{pe}\), inersia za puli na misa za WAD/kiwiliwili zimemodeliwa kwa pamoja.

Kwa mfano, torati ya mota kwa upande wa fleksioni imefafanuliwa kuwa:

\[ M_{pf}=F_{pf}r_p+I_{pf}\ddot{\omega}_{pf} \]

. Hapa \(r_p\) ni radiusi ya puli, \(I_{pf}\) ni momenti ya inersia ya mota/puli na \(\ddot{\omega}_{pf}\) ni uharakishaji wa angular.

Nguvu ya kebo hupatikana kama kazi ya pembe ya kiwiliwili, kasi ya angular na uharakishaji wa angular:

\[ F_{pf} = f(\ddot{\gamma}_f,\dot{\gamma}_f,\gamma_f) \]

. Uhusiano huu, pamoja na jiometria ya mekanizimu, huruhusu kukokotolewa kwa torati inayohitajika ya mota.

Algoriti ya mkao

Nafasi kamili ya mlalo ya kituo cha wingi \(P_{YCOM}\) huhesabiwa kutokana na misa, urefu na pembe za viungo vya sehemu zote za mwili pamoja na nafasi ya jukwaa linalosogea.

Chini ya dhana ya mwendo mdogo wa mguu–jukwaa, algoriti hutatua:

\[ P_{YCOM}=0 \]

ili kubainisha pembe lengwa ya nyonga \(\theta_H^*\).

Kisha:

\[ \theta_M=G\theta_H^* \]

uhusiano huu hutumiwa kuunda nafasi ya aktueta. Hivyo, badala ya kutoa moja kwa moja amri ya “mweke mtu wima”, udhibiti hulenga kigezo chenye maana ya kimwili, yaani nafasi ya kituo cha wingi.

Hali za uigaji

Mwendo uleule wa usumbufu wa 6° na 10°/s ulitumika katika hali tatu:

1. MBDHM bila eksoskeletoni,
2. MBDHM ikiwa na WAD lakini imezimwa,
3. MBDHM ikiwa na WAD hai na udhibiti wa mkao.

Kwa njia hii, kuongezwa kwa eksoskeletoni mwilini kimakanika pekee kulitenganishwa na utoaji wa udhibiti hai.

Matokeo ya uthabiti tuli

WAD hai iliweka nafasi ya mlalo iliyosanifishwa ya kituo cha wingi karibu na sifuri. Katika miundo tulivu na isiyo na eksoskeletoni, mkengeuko uliongezeka kadiri pembe ya usumbufu ilivyoongezeka na kupoteza usawa kukatokea.

Matokeo haya yanaonyesha kuwa kuvaa tu eksoskeletoni mwilini hakutoshi; athari chanya katika uigaji ilitokana na uingiliaji wa udhibiti hai.

Matokeo ya uthabiti unaobadilika

Katika tathmini ya usawa unaobadilika, nafasi na kasi ya kituo cha wingi zilizingatiwa. Nukta ya mwisho ya trajektoria ya WAD hai ilirudi ndani ya FSR. Hali za mwisho za hali nyingine mbili zilibaki katika eneo la BBL.

Chanzo kinatathmini matokeo haya kama mojawapo ya uthibitishaji muhimu zaidi wa algoriti ya udhibiti iliyopendekezwa katika mazingira ya uigaji.

Kudumisha mguso wa mguu

Katika modeli ya WAD hai, uhamisho wa jamaa kati ya mguu na jukwaa ulibaki mdogo. Watafiti wanatafsiri hili kama ishara chanya kwamba kudhibiti kiwiliwili kupitia kebo kunaweza kusaidia usawa bila kusababisha kuteleza au kujitenga kupita kiasi kwa mguu.

Kinyume chake, Kielelezo 5 kinaonyesha kuwa modeli tulivu na isiyo na eksoskeletoni ilipoteza mguso wa mguu mwishoni mwa mwendo wa usumbufu.

Uthibitishaji wa majaribio wa baadaye

Waandishi wanaeleza kulinganisha matokeo ya utafiti na majaribio halisi ya binadamu kama hatua inayofuata. Majaribio yaliyopangwa yatahusisha watu wazima vijana na wazee, katika hali za kutumia WAD na kutotumia WAD.

Majaribio haya hayatapima tu mchango wa eksoskeletoni katika usawa, bali pia kiwango ambacho modeli ya sasa ya miili mingi ya binadamu na mbinu ya ugumu sawa wa viungo vinawakilisha tabia halisi ya binadamu.

Mfumo wa udhibiti utakaoendelezwa baadaye

Mbinu ya sasa imewekwa rahisi kwa makusudi. Watafiti wanapanga kutathmini baadaye, sambamba na udhibiti wa mkao:

• Udhibiti wa kasi,
• Udhibiti wa nguvu,
• Mrejesho wa kihisi wa wakati halisi,
• Ulinganisho wa mikakati tofauti ya udhibiti

.

Waandishi wanaeleza kuwa sababu ya kutokujumuisha ulinganisho wa vidhibiti mbadala katika makala hii ni kwamba wigo wa utafiti ulilenga hasa kuonyesha muundo wa eksoskeletoni, mfumo msingi wa udhibiti na mfumo wa mahesabu wa kupima vipimo vya mfumo.

Kikomo cha hitimisho la kisayansi

Hitimisho lenye nguvu zaidi linaloungwa mkono na utafiti chanzo ni hili: chini ya modeli maalum ya miili mingi ya binadamu, vigezo vilivyoainishwa vya anthropometria na kimakanika, na usumbufu wa jukwaa wa 6°–10°/s, udhibiti hai wa WAD unaotegemea nafasi ya kituo cha wingi ulizuia kupoteza usawa katika uigaji.

Madai yanayozidi hapo kuhusu kuzuia kuanguka kwa watu halisi, manufaa ya kitabibu au utendaji katika maisha ya kila siku bado hayaungwi mkono na utafiti huu.

Maelezo ya Chanzo na Mbinu

Jina kamili la asili la utafiti: A Cable-Driven Hip Exoskeleton with a Postural Control Strategy for Reinforcing Human Balance

Waandishi: Giovanni Gerardo Muscolo; Michele Conconi; Alessandra Del Felice; Lorenzo Chiari; Nicola Sancisi.

Mpangilio wa waandishi: Mpangilio uliotolewa katika chanzo umehifadhiwa kama ulivyo.

Mwandishi wa mawasiliano: Giovanni Gerardo Muscolo.

Uandishi mwenza wa kwanza/mchango sawa: Chanzo hakijataja tamko la uandishi mwenza wa kwanza au mchango sawa.

Taasisi:

1. Department of Electrical, Electronic, and Information Engineering Guglielmo Marconi, Università di Bologna, Bologna, Italy.
2. European Center for Theoretical Studies in Nuclear Physics and Related Areas, Fondazione Bruno Kessler, Trento, Italy.
3. Department of Physics, University of Trento, Trento, Italy.
4. Department of Industrial Engineering, Università di Bologna, Bologna, Italy.
5. Department of Neuroscience, Section of Neurology, University of Padova, Padova, Italy.
6. Padova Neuroscience Center, University of Padova, Padova, Italy.

Jarida: Machines.

Mchapishaji: MDPI, Basel, Switzerland.

Juzuu/toleo/namba ya makala: 14(5), 484.

DOI: 10.3390/machines14050484.

Aina ya chanzo na hali ya mapitio ya rika: Makala asilia ya utafiti iliyopitiwa na rika (Article).

Iliwasilishwa: 20 Machi 2026.

Ilirekebishwa: 14 Aprili 2026.

Ilikubaliwa: 17 Aprili 2026.

Ilichapishwa: 24 Aprili 2026.

Mhariri wa kitaaluma: S. M. Mizanoor Rahman.

Leseni: Creative Commons Attribution (CC BY).

Ufadhili: Utafiti ulifadhiliwa kwa sehemu na REBALANCE (REinforcing BALANCE with a neurally driven wearable assistive device, 2022YPK5YB 002—CUP J53D23012900006) na mradi wa Next Generation EU Age-It (Ageing well in an ageing society—PE0000015, NRRP—PE8—Mission 4, C2, Intervention 1.3).

Kamati ya maadili: Chanzo kinasema “Not applicable”; hakuna majaribio kwa washiriki binadamu yaliyofanywa katika makala hii.

Ridhaa baada ya kupewa taarifa: Chanzo kinasema “Not applicable”.

Upatikanaji wa data: Imeelezwa kuwa michango asilia ya utafiti imo ndani ya makala na maswali ya ziada yanaweza kuelekezwa kwa mwandishi wa mawasiliano.

Mgongano wa maslahi: Waandishi wametangaza kuwa hakuna mgongano wa maslahi.

Michango ya waandishi: Uundaji wa dhana G.G.M., N.S. na M.C.; mbinu G.G.M., N.S. na M.C.; programu G.G.M.; uthibitishaji G.G.M., N.S., M.C. na L.C.; uchanganuzi rasmi G.G.M. na N.S.; uchunguzi G.G.M.; rasilimali G.G.M., N.S., M.C. na L.C.; uratibu wa data G.G.M., N.S. na M.C.; rasimu ya kwanza G.G.M.; mapitio/uhariri G.G.M., N.S., M.C., A.D.F. na L.C.; uonyeshaji N.S., M.C. na L.C.; usimamizi N.S., M.C. na L.C.; usimamizi wa mradi A.D.F. na L.C.; upatikanaji wa ufadhili A.D.F. na L.C.

Rekodi rasmi ya uchapishaji: MDPI Machines, Volume 14, Issue 5, Article 484; DOI 10.3390/machines14050484.

Maelezo ya kisayansi katika maudhui haya ya Verianla yanategemea tu modeli ya kimakanika, milinganyo, muundo wa WAD na matokeo ya uigaji wa miili mingi ya utafiti chanzo. Chanzo cha nje kilitumika tu kuthibitisha utambulisho wa kibibliografia, na hakuna matokeo ya kitabibu au ya majaribio ambayo hayakuzalishwa na utafiti yaliyoongezwa.

Mipaka muhimu ya kimbinu: (1) Matokeo ya usawa katika makala yanatokana na uigaji wa miili mingi, si majaribio halisi kwa binadamu. (2) Uanzishaji halisi wa misuli haujamodeliwa, bali umewakilishwa kwa ukadiriaji kwa ugumu wa viungo na upunguzaji wa mtikisiko. (3) Uchanganuzi mpana wa unyeti haujafanywa. (4) Utafiti unatoa tu uthibitishaji msingi wa mkakati uliopo wa udhibiti wa mkao; hakuna ulinganisho uliofanywa na vidhibiti vya nguvu na kasi. (5) Uigaji mkuu unatumia MBDHM iliyorahisishwa katika ndege ya mbele–nyuma. (6) Majaribio ya watumiaji halisi na ulinganisho wa washiriki vijana/wazee yameachwa kwa kazi za baadaye.

Dokezo dogo la istilahi ndani ya chanzo: Katika maandishi yanayoeleza Kielelezo 11 kuna kauli “hip (θH), knee (θK), and ankle (θK)”; kulingana na ufafanuzi wa vigezo katika jedwali na lebo ya grafu, kigezo cha kifundo cha mguu ni θA. Hitilafu hii ya uandishi katika maandishi chanzo haijafasiriwa upya kwa namna inayobadilisha matokeo ya kisayansi.