Tapping Into Skeletal Muscle Biomechanics for Design and Control of Lower Limb Exoskeletons: A Narrative Review
Notice bibliographique
Résumé
Lower limb exoskeletons and exosuits ("exos") are traditionally designed with a strong focus on mechatronics and actuation, whereas the "human side" is often disregarded or minimally modeled. Muscle biomechanics principles and skeletal muscle response to robot-delivered loads should be incorporated in design/control of exos. In this narrative review, we summarize the advances in literature with respect to the fusion of muscle biomechanics and lower limb exoskeletons. We report methods to measure muscle biomechanics directly and indirectly and summarize the studies that have incorporated muscle measures for improved design and control of intuitive lower limb exos. Finally, we delve into articles that have studied how the human-exo interaction influences muscle biomechanics during locomotion. To support neurorehabilitation and facilitate everyday use of wearable assistive technologies, we believe that future studies should investigate and predict how exoskeleton assistance strategies would structurally remodel skeletal muscle over time. Real-time mapping of the neuromechanical origin and generation of muscle force resulting in joint torques should be combined with musculoskeletal models to address time-varying parameters such as adaptation to exos and fatigue. Development of smarter predictive controllers that steer rather than assist biological components could result in a synchronized human-machine system that optimizes the biological and electromechanical performance of the combined system.
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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 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,002 |
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 ».