Vision-Based Fuzzy Control System with Intention Detection for Smart Walkers: Enhancing Usability for Stroke Survivors with Unilateral Upper Limb Impairments
Notice bibliographique
Résumé
Mobility impairments, particularly those caused by stroke-induced hemiparesis, significantly impact independence and quality of life. Current smart walker controllers operate by using input forces from the user to control linear motion and input torques to dictate rotational movement; however, because they predominantly rely on user-applied torque exerted on the device handle as an indicator of user intent to turn, they fail to adequately accommodate users with unilateral upper limb impairments. This leads to increased physical strain and cognitive load. This paper introduces a novel smart walker equipped with a fuzzy control algorithm that leverages shoulder abduction angles to intuitively interpret user intentions using just one functional hand. By integrating a force sensor and stereo camera, the system enhances walker responsiveness and usability. Experimental evaluations with five participants showed that the fuzzy controller outperformed the traditional admittance controller, reducing wrist torque while using the right hand to operate the walker by 12.65 % for left turns, 80.36 % for straight paths, and 81.16 % for right turns. Additionally, average user comfort ratings on a Likert scale increased from 1 to 4. Results confirmed a strong correlation between shoulder abduction angles and directional intent, with users reporting decreased effort and enhanced ease of use. This study contributes to assistive robotics by providing an adaptable control mechanism for smart walkers, suggesting a pathway towards enhancing mobility and independence for individuals with mobility impairments. Project page: https://tbs-ualberta.github.io/fuzzy-sw/
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 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 | 0,001 |
| 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) | 0,002 | 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 ».