Electronics-Free Soft Robotic Knee Brace for Dynamic Unloading During Gait for Knee Osteoarthritis: A Proof-of-Concept Study
Notice bibliographique
Résumé
Abstract We present a novel electronics-free soft robotic knee brace which employs a closed-loop fluidic regenerative (CLFR) system for dynamic unloading in unicompartmental tibiofemoral osteoarthritis (OA). The existing dynamic unloaders are bulky, large, and heavy, and have low compliance likely due to the use of an electrical control box, which is eliminated in the CLFR system. The system consists of a commercial unloading knee brace, a spring-loaded bellow inserted under the heel inside a shoe, a soft-fluidic actuator (bladder), and tubing for fluid transfer. The novelty lies in the fact that the user's body weight (self-powered) compresses the bellow to provide energy to inflate the air bladder placed at the knee. As a result, the yielded pressure unloads the undesirable forces due to knee OA during the stance phase of gait while strategically applying no forces during the swing phase. The knee bladder contact pressure/force, the system response time, and the durability were evaluated via contact pressure measurements for six systems with varying bellow volumes and either pneumatic or hydraulic configurations. All systems produced safe pressure outputs for human skin within a tested bodyweight range of 60–90 kg. Pneumatic and hydraulic systems achieved 250 ms and 400 ms pressurization response times, respectively. During cyclic loading, pneumatic and hydraulic systems demonstrated less than 1% and ∼10% pressure loss, respectively. Overall, the CLFR system created a promising electronics-free solution for dynamically unloading the knee during gait, indicating a potential new paradigm for knee braces.
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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 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».