Feed forward and feedback control for over-ground locomotion in anaesthetized cats
Notice bibliographique
Résumé
The biological central pattern generator (CPG) integrates open and closed loop control to produce over-ground walking. The goal of this study was to develop a physiologically based algorithm capable of mimicking the biological system to control multiple joints in the lower extremities for producing over-ground walking. The algorithm used state-based models of the step cycle each of which produced different stimulation patterns. Two configurations were implemented to restore over-ground walking in five adult anaesthetized cats using intramuscular stimulation (IMS) of the main hip, knee and ankle flexor and extensor muscles in the hind limbs. An open loop controller relied only on intrinsic timing while a hybrid-CPG controller added sensory feedback from force plates (representing limb loading), and accelerometers and gyroscopes (representing limb position). Stimulation applied to hind limb muscles caused extension or flexion in the hips, knees and ankles. A total of 113 walking trials were obtained across all experiments. Of these, 74 were successful in which the cats traversed 75% of the 3.5 m over-ground walkway. In these trials, the average peak step length decreased from 24.9 ± 8.4 to 21.8 ± 7.5 (normalized units) and the median number of steps per trial increased from 7 (Q1 = 6, Q3 = 9) to 9 (8, 11) with the hybrid-CPG controller. Moreover, within these trials, the hybrid-CPG controller produced more successful steps (step length ≤ 20 cm; ground reaction force ≥ 12.5% body weight) than the open loop controller: 372 of 544 steps (68%) versus 65 of 134 steps (49%), respectively. This supports our previous preliminary findings, and affirms that physiologically based hybrid-CPG approaches produce more successful stepping than open loop controllers. The algorithm provides the foundation for a neural prosthetic controller and a framework to implement more detailed control of locomotion in the future.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».