iLeg康复机器人：下肢康复的新概念

"iLeg-下肢康复机器人：概念验证" 本文介绍了iLeg，这是一款专为偏瘫或截瘫患者设计的下肢康复机器人。该机器人的设计包括一个倾斜座椅和两个具有三个自由度（对应髋部、膝部和脚踝）的腿部矫形器，以全面覆盖下肢的运动范围。为了帮助患者进行康复训练，文章提出了两种控制器：被动训练控制器和主动训练控制器。 被动训练控制器利用比例积分控制方法，旨在解决机器人的轨迹跟踪问题。这种控制器通过调整机器人的动作，使其能够精确地跟随预设的康复运动轨迹。根据实验结果，髋部、膝部和踝部的跟踪误差分别低至0.45%、0.44%和0.27%，显示了良好的跟踪性能，误差率极低。 主动训练控制器则更进一步，它结合了表面肌电信号（EMG）技术，使患者能够积极参与到康复过程中。通过解读患者的肌肉信号，机器人能够根据患者的运动意图来执行相应的动作。文章提到了两种简化阻抗控制器：阻尼型速度控制器和弹簧型位置控制器，这两种控制器旨在提供不同类型的阻力，以适应不同的训练需求。 为了检测和解析患者的运动意图，研究者采用了感知器神经网络。这种网络经过训练后，能够有效地识别并响应患者的肌肉活动，平均识别误差小于5%，表明其在识别人体运动意图方面的高精度。 实验是在一名健康男性身上进行的，以验证控制器的性能。结果显示，iLeg能够在6.67 Hz的循环率下平稳地进行主动训练，这代表了机器人在模拟快速连续运动时的稳定性。综合来看，iLeg康复机器人及其配套的控制器展示了在下肢康复治疗领域的巨大潜力，为未来的康复医疗设备提供了创新的概念验证。 这个研究涉及到的关键技术包括主动训练、肌电图（EMG）、康复机器人和脊髓损伤（SCI）康复。这些标签反映了iLeg机器人在康复医学中的核心应用领域，特别是针对那些因神经系统疾病或损伤而丧失运动能力的患者。通过使用高级控制策略和生物信号处理技术，iLeg不仅能够提供定制化的康复训练，还能够促进患者主动参与康复过程，从而有望提高康复效果。