一种用于改善坐、站和行走效率的下肢可穿戴外骨骼

《IEEE Transactions on Robotics》：A Lower Limb Wearable Exosuit for Improved Sitting, Standing, and Walking Efficiency

可穿戴机器人LM-Ease通过全驱动绳系统辅助坐、站、走，降低肌肉激活达15.6%-17.8%，减少代谢成本12.7%，提升下肢运动能力及生活独立性。

　　

摘要：

坐、站和走是维持日常生活中独立性的基本活动。然而，衰老或下肢受伤可能会阻碍这些活动，给个人的自主性带来障碍。为应对这一挑战，我们开发了LM-Ease（下肢运动辅助装置），这是一种紧凑且柔软的可穿戴机器人，旨在提供髋部支持。其目的是帮助用户完成坐、站和走等基本日常活动。LM-Ease配备了一个全驱动的肌腱驱动系统，能够无缝切换适用于坐、站和走动作的辅助模式。该设备在用户从站立转为坐姿时提供重力支撑，并在从坐姿转为站立或行走时提供髋部伸展辅助力。初步结果显示，使用LM-Ease后，健康的年轻人（n = 8）的肌肉激活显著降低：从站立转为坐姿时平均减少了15.6%，从坐姿转为站立时减少了17.8%。此外，使用LM-Ease时，参与者的步行代谢成本降低了12.7%。这些证据表明，LM-Ease有潜力减少这些基本日常活动中的肌肉激活和能量消耗。它可以为需要帮助提高下肢活动能力的人提供有价值的工具，从而增强他们的独立性和整体生活质量。

引言

在我们的日常生活中，“坐-站-走”这一连续过程是频繁重复的动作。统计数据显示，健康的自由生活成年人平均每天会进行大约60次这样的动作[1]。独立完成这些基本日常生活活动（ADLs）对个人自主性和整体幸福感有重要贡献。然而，由于自然衰老、先天条件或后天受伤，某些人在从站立转为坐姿、从坐姿转为站立或行走时可能会遇到困难。这些挑战源于肌肉组成的变化和运动控制的下降[2]，这大大限制了他们的日常活动并降低了他们的独立性[3]。