Closed-loop control of ankle plantarflexors and dorsiflexors using an inverted pendulum apparatus: A pilot study
Notice bibliographique
Résumé
Considerable demand exists for a device to facilitate hands-free, stable stance in individuals with neurological disorders such as spinal cord injury (SCI) and stroke. In this regard, applying functional electrical stimulation (FES) to muscles of the lower limbs in closed loop has shown promise. In particular, it has been suggested that a PID control strategy could offer functional benefits to stability by mimicking the neurological control strategy employed in able-bodied stance. In this proof of concept study, we tested this assertion by examining the potential of a PID control strategy with gravity compensation to effectively maintain balance during quiet stance by regulating FES-induced contractions of the ankle plantarflexors and dorsiflexors in able-bodied individuals. A novel Inverted Pendulum Standing Apparatus (IPSA) was employed to simulate quiet stance whilst minimizing the voluntary control of able-bodied subjects. Quiet and perturbed standing trials were performed in 3 able-bodied subjects. Performance metrics including those pertaining to stability during quiet stance (root mean square difference), perturbation rejection capabilities (settling time, peak deviation), and ability to transition from an offset initial position (settling time), were examined. For all 3 subjects and for all of the metrics examined, our results showed that the proposed closed-loop controlled FES system improved performance in comparison to voluntary control. These results indicate that the PID plus gravity control strategy used in this study offers meaningful benefits over voluntary control in terms of standing stability. Thus, the controller could potentially be applied to the problem of improving or restoring standing ability in some neurologic patient populations.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| 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 tête enseignante, 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 ».