Review of Recent Progress in Robotic Knee Prosthesis Related Techniques: Structure, Actuation and Control
Notice bibliographique
Résumé
Abstract As the essential technology of human-robotics interactive wearable devices, the robotic knee prosthesis can provide above-knee amputations with functional knee compensations to realize their physical and psychological social regression. With the development of mechanical and mechatronic science and technology, the fully active knee prosthesis that can provide subjects with actuating torques has demonstrated a better wearing performance in slope walking and stair ascent when compared with the passive and the semi-active ones. Additionally, with intelligent human-robotics control strategies and algorithms, the wearing effect of the knee prosthesis has been greatly enhanced in terms of stance stability and swing mobility. Therefore, to help readers to obtain an overview of recent progress in robotic knee prosthesis, this paper systematically categorized knee prostheses according to their integrated functions and introduced related research in the past ten years (2010–2020) regarding (1) mechanical design, including uniaxial, four-bar, and multi-bar knee structures, (2) actuating technology, including rigid and elastic actuation, and (3) control method, including mode identification, motion prediction, and automatic control. Quantitative and qualitative analysis and comparison of robotic knee prosthesis-related techniques are conducted. The development trends are concluded as follows: (1) bionic and lightweight structures with better mechanical performance, (2) bionic elastic actuation with energy-saving effect, (3) artificial intelligence-based bionic prosthetic control. Besides, challenges and innovative insights of customized lightweight bionic knee joint structure, highly efficient compact bionic actuation, and personalized daily multi-mode gait adaptation are also discussed in-depth to facilitate the future development of the robotic knee prosthesis.
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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 | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
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 ».