步态适应机器人鞋所提供的不对称地面反作用力

《IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering》：Gait adaptation to asymmetric foot-ground compliance applied by robotic footwear

　　

摘要：

干扰足-地相互作用动态已被证明有助于促进肢体间承重对称性的适应，这是治疗影响步态的不对称神经运动缺陷的关键目标。迄今为止，这种干扰方式是通过可调节硬度的跑步机实现的，即在步态的支撑阶段，跑步机台面会在行走者的脚下发生位移。最近，我们开发了一种能够在进行行走时提供不对称地面硬度干扰的机器人鞋，为这种实验提供了便携式平台，使其既可以在地面上也可以在传统跑步机上实施。在这项研究中，我们量化了参与者对这种新型机器人鞋所施加的足-地顺应性干扰的步态动力学和时空适应性变化。我们发现，在干扰消除后，参与者改变了他们的垂直地面反作用力脉冲、垂直蹬地峰值以及峰值制动力，以偏好未受干扰的那一侧肢体，这表明干扰引发了神经运动控制的改变。我们得出结论，这种机器人鞋能够引发与可调节硬度跑步机类似的承重适应性变化，而且鞋子的耗散机械特性可能在适应方向上起着关键作用。