面向灵巧移动的软体机器人外骨骼手套——迈向个性化康复
研究团队设计并制造了一款个性化气动软体机器人外骨骼手套：先用拓扑扫描获取用户手部解剖数据，再用硅胶模铸成型。有限元分析评估了执行器与简化个性化生物力学手指模型之间的物理人机交互接触力，结果显示关节动员充分，但近节指骨存在非理想压缩。气动压力控制实验表明，该手套可准确、定向地驱动掌指（MCP）与近端指间（PIP）关节；多设计对比显示，放松应变限制层能改善执行器与手指关节的对齐。
发布于 10-23 23:02来源：arXiv cs.RO
转载 · 官方发布原文：arXiv cs.RO ·《Soft Robotic Exogloves for Dexterous Mobility -- Towards Personalized Rehabilitation》查看原链
软体机器人外骨骼手套可提供手部康复与辅助。 这类手套的适配通常依赖标准化测量，未针对个体定制，限制了其效果，尤其是灵巧操作所需的精细关节活动。 我们展示了一款个性化气动软体机器人外骨骼手套的设计、制造、建模与测试。 该手套通过拓扑扫描适配用户手部，并采用硅胶模铸制造。
我们开展有限元分析（FEA），评估执行器弯曲及执行器与简化个性化生物力学手指模型之间物理人机交互（pHRI）产生的力。 我们进行气动压力控制实验，以静态和动态参考驱动用户手指弯曲。 制造结果表明，拓扑扫描可实现对手部解剖结构的精确适配。 仿真表明，解剖结构个性化可支持分析pHRI接触力，结果指示关节动员充分，但近节指骨存在非理想压缩。
气动测试表明，压力控制可实现掌指（MCP）关节和近端指间（PIP）关节在固有刚度下的准确、定向活动。 对多种设计的测试表明，放松应变限制层可改善驱动过程中执行器与手指关节的对齐。 本工作在手部结构顺应性、关节拓扑、pHRI接触建模以及时间相关的驱动-变形曲线方面实现了个性化。
这为外骨骼手套设计优化奠定基础，以支持灵巧操作辅助和精细运动技能的神经肌肉康复。