Explorando el Impacto de los Exoesqueletos Pasivos de Tobillo en la Neuromecánica de las Extremidades Inferiores durante la Marcha en Superficies Inclinadas: Implicaciones para el Diseño del Dispositivo
Autores: Williamson, James L.; Lichtwark, Glen A.; Dick, Taylor J. M.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Explorando el Impacto de los Exoesqueletos Pasivos de Tobillo en la Neuromecánica de las Extremidades Inferiores durante la Marcha en Superficies Inclinadas: Implicaciones para el Diseño del Dispositivo
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Terreno complejo
Exoesqueletos portátiles
Biomecánica
Energéticas mecánicas
Control neuromuscular
Exoesqueletos para el tobillo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Los humanos y los animales navegan por terrenos complejos y variables en la vida cotidiana. Los exoesqueletos asistivos portátiles interactúan con los tejidos biológicos para aumentar el movimiento. Sin embargo, nuestra comprensión de cómo estos dispositivos impactan la biomecánica del movimiento más allá de los entornos en estado estacionario sigue siendo limitada. Investigamos cómo los exoesqueletos pasivos de tobillo influyen en la energía mecánica y el control neuromuscular de las extremidades inferiores durante la caminata en superficies planas, en inclinación y en declive. Recopilamos medidas cinemáticas y cinéticas para determinar la mecánica del tobillo, la rodilla y la cadera, y electromiografía de superficie para caracterizar la activación muscular de los músculos de las extremidades inferiores mientras los participantes caminaban en superficies planas, en inclinación y en declive (0 grados, +5 grados y -5 grados) con exoesqueletos de diferentes rigideces (0-280 Nm rad). Nuestros resultados demuestran que caminar en superficies inclinadas con exoesqueletos de tobillo se asoció con un aumento del trabajo negativo y la potencia en la rodilla y un aumento del trabajo positivo y la potencia en la cadera. Estas alteraciones en la energía articular pueden estar relacionadas con un requisito adicional para cargar el exoesqueleto elástico en condiciones de inclinación. Caminar en declive con exoesqueletos de tobillo no tuvo influencia en la energía de la rodilla o la cadera, probablemente debido a la activación interrumpida del embrague del exoesqueleto. Para descargar efectivamente el sistema musculoesquelético durante la caminata en superficies inclinadas, son necesarias alteraciones en el diseño del embrague del exoesqueleto pasivo de tobillo.
Descripción
Los humanos y los animales navegan por terrenos complejos y variables en la vida cotidiana. Los exoesqueletos asistivos portátiles interactúan con los tejidos biológicos para aumentar el movimiento. Sin embargo, nuestra comprensión de cómo estos dispositivos impactan la biomecánica del movimiento más allá de los entornos en estado estacionario sigue siendo limitada. Investigamos cómo los exoesqueletos pasivos de tobillo influyen en la energía mecánica y el control neuromuscular de las extremidades inferiores durante la caminata en superficies planas, en inclinación y en declive. Recopilamos medidas cinemáticas y cinéticas para determinar la mecánica del tobillo, la rodilla y la cadera, y electromiografía de superficie para caracterizar la activación muscular de los músculos de las extremidades inferiores mientras los participantes caminaban en superficies planas, en inclinación y en declive (0 grados, +5 grados y -5 grados) con exoesqueletos de diferentes rigideces (0-280 Nm rad). Nuestros resultados demuestran que caminar en superficies inclinadas con exoesqueletos de tobillo se asoció con un aumento del trabajo negativo y la potencia en la rodilla y un aumento del trabajo positivo y la potencia en la cadera. Estas alteraciones en la energía articular pueden estar relacionadas con un requisito adicional para cargar el exoesqueleto elástico en condiciones de inclinación. Caminar en declive con exoesqueletos de tobillo no tuvo influencia en la energía de la rodilla o la cadera, probablemente debido a la activación interrumpida del embrague del exoesqueleto. Para descargar efectivamente el sistema musculoesquelético durante la caminata en superficies inclinadas, son necesarias alteraciones en el diseño del embrague del exoesqueleto pasivo de tobillo.