Integración del aprendizaje basado en sEMG y control adaptativo de modo deslizante difuso para un sistema de soporte asistido según sea necesario en un exoesqueleto
Autores: Delgado, Pablo; Gonzalez, Nathan; Yihun, Yimesker
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Integración del aprendizaje basado en sEMG y control adaptativo de modo deslizante difuso para un sistema de soporte asistido según sea necesario en un exoesqueleto
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Control adaptativo
Control por modo deslizante difuso
Estrategia de asistencia según sea necesario
Electromiografía
Exoesqueleto
Control por modo deslizante
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un enfoque de Control Adaptativo por Modo Deslizante Difuso para una estrategia de Asistencia según Necesidad (AAN) para lograr una sinergia efectiva entre el ser humano y el exoesqueleto. La estrategia propuesta emplea un algoritmo de aprendizaje basado en instancias adaptativas para estimar el esfuerzo muscular, basado en señales de Electromiografía de Superficie (sEMG). Para determinar y controlar la dinámica inversa de un exoesqueleto altamente no lineal de 4 grados de libertad diseñado para ejercicios terapéuticos de extremidades superiores, se utilizó un Algoritmo de Newton-Euler Recursivo (RNEA) modificado con Control por Modo Deslizante (SMC). El error de posición del exoesqueleto y la señal sEMG cruda del músculo bíceps braquial se utilizaron como entradas para un sistema de inferencia difusa para producir una salida que ajustara los parámetros de la ley de control por modo deslizante. La ley de control robusto propuesta fue simulada utilizando MATLAB-Simulink, y los resultados mostraron que podía ajustar instantáneamente el soporte necesario, basado en el movimiento combinado del compromiso muscular del sistema humano-exoesqueleto, mientras mantenía los errores de trayectoria del estado y el par de entrada limitados dentro de rads y N.m, respectivamente.
Descripción
Este documento presenta un enfoque de Control Adaptativo por Modo Deslizante Difuso para una estrategia de Asistencia según Necesidad (AAN) para lograr una sinergia efectiva entre el ser humano y el exoesqueleto. La estrategia propuesta emplea un algoritmo de aprendizaje basado en instancias adaptativas para estimar el esfuerzo muscular, basado en señales de Electromiografía de Superficie (sEMG). Para determinar y controlar la dinámica inversa de un exoesqueleto altamente no lineal de 4 grados de libertad diseñado para ejercicios terapéuticos de extremidades superiores, se utilizó un Algoritmo de Newton-Euler Recursivo (RNEA) modificado con Control por Modo Deslizante (SMC). El error de posición del exoesqueleto y la señal sEMG cruda del músculo bíceps braquial se utilizaron como entradas para un sistema de inferencia difusa para producir una salida que ajustara los parámetros de la ley de control por modo deslizante. La ley de control robusto propuesta fue simulada utilizando MATLAB-Simulink, y los resultados mostraron que podía ajustar instantáneamente el soporte necesario, basado en el movimiento combinado del compromiso muscular del sistema humano-exoesqueleto, mientras mantenía los errores de trayectoria del estado y el par de entrada limitados dentro de rads y N.m, respectivamente.