論文の概要: Tensegrity crutches with compliance from a pre-stressed self-tensile module improve ground reaction force profiles, speed, effort, comfort, and perceived stability

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.02710v1
• Date: Mon, 04 May 2026 15:16:35 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-05 20:33:50.366087
• Title: Tensegrity crutches with compliance from a pre-stressed self-tensile module improve ground reaction force profiles, speed, effort, comfort, and perceived stability
• Title（参考訳）: プレストレスト自己引張モジュールの遵守に伴う引張松葉は、地面反応力プロファイル、速度、努力、快適さ、知覚安定性を改善している
• Authors: Jingxian Gu, Joanna Spyra, Andrew Walski, Lyla Elsaesser, Samuel Bierner, Dobromir Dotov,
• Abstract要約: アメリカでは600万人が松葉杖をモバイルエイズとして使っている。 生体にインスパイアされた引張十字架を設計し,機械的特性に適合するモジュールを設計した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Purpose: Six million people use crutches as mobile aids in the US. Rigid designs with no axial mobility limit sensory feedback and lead to secondary injury on the upper joints. Spring-loaded designs offer compliance but may compromise stability. We designed a biologically inspired tensegrity crutch with a compliant module aiming to achieve favorable mechanical properties. The terminal module was a pre-stressed self-tensile two-cell tensegrity structure. We compared the tensegrity crutch to commercial rigid and spring-loaded crutches in mechanical tests using axial loading, in overground straight and turning walking, and in participant experience. Methods: In human trials, healthy young adults (N=18) with no recent lower-body injury performed straight walking and turning trials at a comfortable self-selected pace. A knee blocker simulated unilateral injury of the dominant leg. After using each type of crutch, participants reported their perceived levels of effort, comfort, pain, stability, and usability. Results: Compared to the rigid design, both spring-loaded and tensegrity conditions reduced peak loading rates. The tensegrity design improved effort, comfort, pain, and usability. Spring-loaded crutches reduced perceived stability and walking speed. Conclusion: The biologically inspired tensegrity crutches were an overall improvement to existing designs. Simulations and mechanical testing suggest that nonlinear stiffness, ground-following, and force feedback are among the beneficial mechanical properties that underlie this improvement.
• Abstract（参考訳）: 目的:米国では600万人が松葉杖をモバイルエイズとして使っている。 軸方向モビリティ制限のない剛体設計は感覚フィードバックをなくし、上関節に二次損傷を生じさせる。 Springにロードされた設計はコンプライアンスを提供するが、安定性を損なう可能性がある。 生体にインスパイアされた引張十字架を設計し,機械的特性に適合するモジュールを設計した。 ターミナルモジュールは、プレストレストな自己伸縮性2セルの引張構造であった。 軸荷重, 地中直進, 旋回歩行, 参加者体験を用いた機械的試験において, 粘度松葉杖を商業用剛体およびばね装荷松葉杖と比較した。 方法: 健常若年者(N=18)は, 最近下半身の怪我を負わず, ストレートウォーキングとターントライアルを, 快適な自己選択ペースで実施した。 膝ブロッカーは、支配的な脚の一側損傷をシミュレートした。 各種類の松葉杖を使用した後、参加者は自覚した労力、快適さ、痛み、安定性、使いやすさを報告した。 結果: 剛性設計と比較すると, スプリングローディング条件と引張条件の両方がピークローディング率を低下させた。 緊張感のあるデザインは、労力、快適さ、痛み、使いやすさを改善しました。 春に積まれた松葉杖は、認識される安定性と歩行速度を低下させた。 結論: 生物学的にインスパイアされた引張松葉杖は、既存のデザインの全体的な改善であった。 シミュレーションとメカニカルテストにより, 非線形剛性, グラウンドフォロイング, 力フィードバックが, この改良の基盤となる有益な機械的特性の1つであることが示唆された。

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