新しいタイプの膝関節外骨格が紹介されており、膝関節に補助トルクを提供し、術後のリハビリテーションを促進することを目的としています。人体の膝関節の解剖学的構造に着想を得たこの外骨格は、「最適な回転軸」と瞬時回転中心の軌跡を融合したバイオミメティック構造を採用し、人間関節の運動学的なずれを効果的に緩和し、ユーザーにより快適な装着体験を提供します。さらに、膝関節外骨格には高度に統合された整列駆動システムが組み込まれています。この駆動システムは18 N·mの連続トルクと45 N·mのピークトルクを提供し、患者の日常歩行のニーズを満たすのに十分です。制御の観点から、反復学習制御に基づく統一滑り制御戦略が提案され、高い追従精度を維持します。連続した歩行周期の中で制御入力を継続的に更新することにより、システムは膝関節の運動軌跡を正確に追従します。実験結果は、設計されたバイオミメティック関節構造が人間の関節のずれの問題を効果的に解決することを示しています。さらに、人間と機械が協調して歩く過程において、この協調制御戦略は優れた軌跡追従定常状態精度と過渡的ロバスト性を示します。

人間-機械ずれ; 膝関節外骨格; 滑り制御; 反復学習制御