Estimación de la Fuerza de Interacción Humano-Exoesqueleto en el Exoesqueleto Indego
Autores: Shushtari, Mohammad; Arami, Arash
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Estimación de la Fuerza de Interacción Humano-Exoesqueleto en el Exoesqueleto Indego
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Fuerza de interacción
Dinámica de exoesqueletos
Identificación de sistemas
Redes neuronales
Sistema multibody
Interacción exoesqueleto-entorno.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
La estimación precisa de la fuerza de interacción puede desempeñar un papel importante en la optimización de la interacción humano-robot en un exoesqueleto. En este trabajo, proponemos un enfoque novedoso para la identificación del sistema de la dinámica del exoesqueleto en presencia de fuerzas de interacción como un sistema multibody completo sin imponer ninguna restricción sobre la dinámica del exoesqueleto. Colgamos el exoesqueleto a través de un resorte lineal y excitamos las articulaciones del exoesqueleto con comandos de chirp mientras medíamos la fuerza de interacción exoesqueleto-entorno. Se entrenaron varias estructuras de redes neuronales para modelar la dinámica pasiva del exoesqueleto y estimar la fuerza de interacción. Nuestros resultados de prueba indicaron que una red neuronal profunda con 250 neuronas y 10 retardos temporales podría obtener una estimación suficientemente precisa de la fuerza de interacción, resultando en un RMSE de 1.23 en los torques aplicados Z-normalizados y un ajustado de 0.89.
Descripción
La estimación precisa de la fuerza de interacción puede desempeñar un papel importante en la optimización de la interacción humano-robot en un exoesqueleto. En este trabajo, proponemos un enfoque novedoso para la identificación del sistema de la dinámica del exoesqueleto en presencia de fuerzas de interacción como un sistema multibody completo sin imponer ninguna restricción sobre la dinámica del exoesqueleto. Colgamos el exoesqueleto a través de un resorte lineal y excitamos las articulaciones del exoesqueleto con comandos de chirp mientras medíamos la fuerza de interacción exoesqueleto-entorno. Se entrenaron varias estructuras de redes neuronales para modelar la dinámica pasiva del exoesqueleto y estimar la fuerza de interacción. Nuestros resultados de prueba indicaron que una red neuronal profunda con 250 neuronas y 10 retardos temporales podría obtener una estimación suficientemente precisa de la fuerza de interacción, resultando en un RMSE de 1.23 en los torques aplicados Z-normalizados y un ajustado de 0.89.