Just like in humans vision plays a fundamental role in guiding adaptive locomotion, when designing the control strategy for a walking assistive technology, Computer Vision may bring substantial improvements when performing an environment-based assistance modulation. In this work, we developed a hip exosuit controller able to distinguish among three different walking terrains through the use of an RGB camera and to adapt the assistance accordingly. The system was tested with seven healthy participants walking throughout an overground path comprising of staircases and level ground. Subjects performed the task with the exosuit disabled (Exo Off), constant assistance profile (Vision Off ), and with assistance modulation (Vision On). Our results showed that the controller was able to promptly classify in real-time the path in front of the user with an overall accuracy per class above the 85%, and to perform assistance modulation accordingly. Evaluation related to the effects on the user showed that Vision On was able to outperform the other two conditions: we obtained significantly higher metabolic savings than Exo Off, with a peak of about -20% when climbing up the staircase and about -16% in the overall path, and than Vision Off when ascending or descending stairs. Such advancements in the field may yield to a step forward for the exploitation of lightweight walking assistive technologies in real-life scenarios.


翻译:正如人类的愿景一样,在指导适应性运动方面,在设计步行辅助技术的控制战略时,计算机愿景在设计步行辅助技术的控制战略时,可以带来重大改进。在这项工作中,我们开发了能够通过使用 RGB 相机对三种不同的行走地形进行区分并相应调整援助的臀部外服控制器。该系统由7名健康的参与者在由楼梯和水平地面组成的地面道路上进行测试。对象在使用基于环境的援助调节时,可以带来重大改进。我们的结果表明,控制者能够及时将用户面前的道路实时分类,每类的总体准确度高于85%,并据此进行援助调整。对用户的影响的评估表明,视野On能够超越其他两个条件:我们得到了比Exooff(Exo Off)高得多的代谢储蓄,经常援助配置(Outo Off),以及援助调节(Vesion Outo Off),以及援助模式(Viso Oute Off) 完成的任务。我们的结果表明,当爬楼梯时,其顶峰值约为 -20 % 和接近-16 % 在前进的道路上的升阶中,它可能会在向前向上或向前阶上阶上阶时,它。

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