Un enfoque novedoso para simular el comportamiento realista de exoesqueletos en respuesta al movimiento humano
Autores: Yao, Zhejun; Mir Latifi, Seyed Milad; Molz, Carla; Scherb, David; Löffelmann, Christopher; Sänger, Johannes; Miehling, Jörg; Wartzack, Sandro; Lindenmann, Andreas; Matthiesen, Sven; Weidner, Robert
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un enfoque novedoso para simular el comportamiento realista de exoesqueletos en respuesta al movimiento humano
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Modelos de simulación
Desarrollo de exoesqueletos
Optimización de sistemas
Evaluación
Interacción humano-exoesqueleto
Marcadores virtuales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 44
Citaciones: Sin citaciones
Los modelos de simulación son una herramienta valiosa para el desarrollo de exoesqueletos, especialmente para la optimización y evaluación del sistema. Permiten una evaluación del rendimiento y la efectividad de los exoesqueletos incluso en una etapa temprana de su desarrollo sin necesidad de realización física. Debido a la interacción física cerrada entre el exoesqueleto y el usuario, la modelización precisa de la interacción humano-exoesqueleto en escenarios definidos es esencial para las simulaciones de exoesqueletos. Este artículo presenta un enfoque novedoso para simular el movimiento del exoesqueleto en respuesta al movimiento humano y las fuerzas de interacción en las interfaces físicas entre el humano y el exoesqueleto. Nuestro enfoque utiliza un modelo multibody de un exoesqueleto de hombro e importa el movimiento humano a través de marcadores virtuales de un modelo humano digital para simular la interacción humano-exoesqueleto. Para validar el enfoque basado en el movimiento humano, se comparan el movimiento simulado del exoesqueleto y las fuerzas de interacción con datos experimentales de un estudio de laboratorio previo. Los resultados demuestran la viabilidad de nuestro enfoque para simular la interacción humano-exoesqueleto basada en el movimiento humano. Además, el enfoque se utiliza para optimizar el perfil de soporte de un exoesqueleto, lo que indica su potencial para asistir en el desarrollo de exoesqueletos antes de la creación de prototipos físicos.
Descripción
Los modelos de simulación son una herramienta valiosa para el desarrollo de exoesqueletos, especialmente para la optimización y evaluación del sistema. Permiten una evaluación del rendimiento y la efectividad de los exoesqueletos incluso en una etapa temprana de su desarrollo sin necesidad de realización física. Debido a la interacción física cerrada entre el exoesqueleto y el usuario, la modelización precisa de la interacción humano-exoesqueleto en escenarios definidos es esencial para las simulaciones de exoesqueletos. Este artículo presenta un enfoque novedoso para simular el movimiento del exoesqueleto en respuesta al movimiento humano y las fuerzas de interacción en las interfaces físicas entre el humano y el exoesqueleto. Nuestro enfoque utiliza un modelo multibody de un exoesqueleto de hombro e importa el movimiento humano a través de marcadores virtuales de un modelo humano digital para simular la interacción humano-exoesqueleto. Para validar el enfoque basado en el movimiento humano, se comparan el movimiento simulado del exoesqueleto y las fuerzas de interacción con datos experimentales de un estudio de laboratorio previo. Los resultados demuestran la viabilidad de nuestro enfoque para simular la interacción humano-exoesqueleto basada en el movimiento humano. Además, el enfoque se utiliza para optimizar el perfil de soporte de un exoesqueleto, lo que indica su potencial para asistir en el desarrollo de exoesqueletos antes de la creación de prototipos físicos.