The central nervous system exploits anticipatory (APAs) and compensatory (CPAs) postural adjustments to maintain the balance.The postural adjustments comprising stability of the center of mass (CoM) and the pressure distribution of the body influence each other if there is a lack of performance in either of them.Any predictable or sudden perturbation may pave the way for the divergence of CoM from equilibrium and inhomogeneous pressure distribution of the body.Such a situation is often observed in the daily lives of MS patients due to their poor APAs and CPAs and induces their falls.The way of minimizing the risk of falls in neurological patients is by utilizing perturbation-based rehabilitation, as it is efficient in the recovery of the balance disorder. In light of the findings, we present the design, implementation, and experimental evaluation of a novel 3 DoF parallel manipulator to treat the balance disorder of MS.The robotic platform allows angular motion of the ankle based on its anthropomorphic freedom.Moreover, the end-effector endowed with upper and lower platforms is designed to evaluate both the pressure distribution of each foot and the CoM of the body, respectively.Data gathered from the platforms are utilized to both evaluate the performance of the patients and used in high-level control of the robotic platform to regulate the difficulty level of tasks. In the study, kinematic and dynamic analyses of the robot are derived and validated in the simulation environment.Low-level control of the first prototype is also successfully implemented via the PID controller.The capacity of each platform is evaluated with a set of experiments considering the assessment of pressure distribution and CoM of the foot-like objects on the end-effector.The experimental results indicate that such a system well-address the need for balance skill training and assessment through the APAs and CPAs.


翻译:中央神经系统利用预测性和补偿性(CPAs)后院调整来保持平衡。 由质量中心稳定(COM)和身体压力分布构成的姿态调整,如果两者中任何一个都缺乏性能,就会相互影响。 任何可预测或突然的扰动都可能为COM与平衡和不相容的压力分布的脱节铺平道路。 机械化平台允许在MS病人的日常生活中观察到一种情况,因为他们的AAAAPA和CPs差,并导致其跌落。 最大限度地减少神经系统病人下降的风险的方式是利用基于扰动的恢复(CoM)和身体压力分布。 根据调查结果,我们介绍3DOF平行操纵器的设计、实施和实验性评估,以治疗MS的平衡性能分布。 机械化平台根据人类变形自由考虑脚部和低层平台的尾部效应评估, 并且从机能平台的底部和下部分析, 也分别通过运行到机部平台的脚部分析。

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