Dynamic modeling and torque estimation of FES-assisted arm-free standing for paraplegics
Notice bibliographique
Résumé
This paper presents an application of recent findings in the field of redundant robotic systems' control, toward investigating the feasibility of functional electrical stimulation (FES) assisted arm-free standing for paraplegics. Twelve degrees-of-freedom (DOF) forward and inverse dynamic models of quiet standing have been developed. These models were used to investigate the minimum number of DOF that would need to be actuated in order to generate stable quiet standing in paraplegics despite internal and external disturbances. The results presented herein suggest that the proposed nonlinear dynamic model could achieve guaranteed asymptotic stability with only six active DOF, assuming that the remaining six DOF are passive, i.e., there is no active or passive torques applied to those DOF. The stability analyses were performed using a proportional and derivative (PD) controller coupled with gravity compensation. The results of this analysis suggest that if only six particular DOF are actively controlled in a paraplegic subject, this individual should be able to achieve stable quiet standing despite disturbances. This result has both clinical and system-design implications for the development of a device that will facilitate FES-assisted arm-free quiet standing. The clinical implication is, if a paraplegic patient can exert voluntary control over specified six DOF in the lower limbs, that patient, after intensive physiotherapy, will have the potential to perform quiet standing unassisted. The system-design implication is that FES-assisted arm-free standing for paraplegics is theoretically plausible if one would actively control only six out of 12 DOF in the lower limbs. The proposed solution does not require the locking of joints in the lower limbs (commonly applied in the field) or voluntary control of the upper body to compensate for the internal and external disturbances. Another important finding of this study is the existence of six different combinations of six active DOF able to facilitate stable quiet standing. This dynamic redundancy of the biological bipedal stance allows the selection of an ideal subset of six DOF in designing a neuroprosthesis for standing. This further implies that a considerably less complex FES system than previously anticipated needs to be developed for FES-assisted standing.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
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 | 0,000 | 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 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 ».