論文の概要: A Reconfigurable Bidirectional Cable-Driven Hip Exoskeleton with Swappable Bench/Backpack Dual-configuration Actuation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.25639v1
- Date: Tue, 22 Sep 2026 03:49:08 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-23 18:04:04.198363
- Title: A Reconfigurable Bidirectional Cable-Driven Hip Exoskeleton with Swappable Bench/Backpack Dual-configuration Actuation
- Title（参考訳）: Swappable Bench/Backpack Dual-Configuration Actuation による双方向ケーブル駆動型ヒップエクソスケルトンの構成
- Abstract要約: 股関節外骨格は、下肢リハビリテーションと運動補助に重要なハードウェア基盤を提供する。
本稿では, ベンチマウントとバックパックマウントのアクティベーションを高速に切り替える, 再構成可能なケーブル駆動型腰部外骨格プラットフォームを提案する。
提案プラットフォームは,ベンチマウントとバックパックマウントの両構成において,同一の股関節外骨格の検証を可能にする。
- 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: Hip exoskeletons provide an important hardware basis for lower-limb rehabilitation and locomotor assistance. Laboratory rehabilitation assessment and system development require substantial actuation and computing resources, whereas mobile assistance requires untethered portability. Integrating both capabilities within one reusable platform remains a central design challenge. This paper presents a reconfigurable bidirectional cable-driven hip exoskeleton platform that rapidly switches between bench-mounted and backpack-mounted actuation while sharing one cable-free wearable hip interface. The platform modularly adapts the actuation configuration, end-effector sensing path, and low-level control interface. Each cable-driven end-effector weighs 0.405 kg, excluding the cable and actuation unit, and integrates an encoder and a torque sensor; experiments validated bench-mounted admittance-based motion tracking capability and backpack-mounted open-loop torque tracking. Human-worn experiments with three healthy participants used myoMOTION to evaluate the platform's wearable-side hip-motion sensing capability, verified bench-to-backpack and backpack-to-bench motion-ready switching across 30 trials in $30.1\pm16.3$ s, and formed a small-scale multimodal wearable-exoskeleton gait dataset for sensing validation and data-driven algorithm development, comprising 8 min bench-mounted treadmill records and 11 min backpack-mounted outdoor walking records. These results show that, by unifying the wearable structure, actuation interface, and sensing path, the proposed platform enables validation of the same hip exoskeleton in both bench-mounted and backpack-mounted configurations, providing reusable hardware for iterative development and applications across scenarios.
- Abstract（参考訳）: 股関節外骨格は、下肢リハビリテーションと運動補助に重要なハードウェア基盤を提供する。
実験室のリハビリテーションアセスメントとシステム開発には相当なアクティベーションと計算資源が必要であるが、移動支援には係留されていないポータビリティが必要である。
再利用可能なプラットフォームに両方の機能を統合することは、依然として中心的な設計課題である。
本報告では, ベンチマウントとバックパックマウントのアクティベーションを高速に切り替えると共に, ケーブルフリーのウェアラブルヒップインタフェースを共有しながら, 再構成可能な双方向ケーブル駆動型ヒップ外骨格プラットフォームを提案する。
プラットフォームはアクティベーション設定、エンドエフェクタセンシングパス、低レベル制御インターフェースをモジュール的に適応する。
各ケーブル駆動のエンドエフェクターは、ケーブルとアクティベーションユニットを除いた重量0.405kgであり、エンコーダとトルクセンサーを統合し、ベンチマウントのアプタンスベースのモーショントラッキング機能とバックパックマウントのオープンループトラッキングを実験する。
健康な3人の被験者による実験では、MmyoMOTIONを使用して、プラットフォームのウェアラブル側のヒップモーションセンシング能力を評価し、30回のトライアルで30.1 pm16.3$ sでベンチ・トゥ・バックパックとバックパック・トゥ・ベンチ・モーション・レディ・スイッチングを検証し、小スケールのマルチモーダルウェアラブル・エクソスケレトン・ゲイトデータセットを構築して、検証とデータ駆動アルゴリズムの開発を検知し、8分間のベンチマウントトレッドミル記録と11分間のバックパックマウント屋外ウォーキング記録を作成した。
これらの結果は, ウェアラブル構造, アクティベーションインターフェース, センシングパスを統一することにより, ベンチマウントとバックパックマウントの両方の構成において, 同一のヒップ外骨格の検証を可能にし, シナリオをまたいだ反復開発および応用のための再利用可能なハードウェアを提供することを示す。
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