論文の概要: XoNav: An Exoskeleton as a Personalized Haptic Interface for Assisted Navigation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.27271v1
- Date: Mon, 19 Oct 2026 20:44:35 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-21 21:58:47.497527
- Title: XoNav: An Exoskeleton as a Personalized Haptic Interface for Assisted Navigation
- Title(参考訳): XoNav: パーソナライズされた触覚インターフェースとしてのExoskeleton
- Abstract要約: XoNavは、股関節に直接誘導キューを描画する股関節外骨格だ。
プログレッシブキューと二段ブレーキキューを矢状面アクチュエータで、二段ステアリングキューを前面面アクチュエータで描画する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.5046831208137847
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Walking without vision requires timely, unambiguous guidance, yet many wearable aids encode directions as audio or vibrotactile signals that users must translate into movement. We present XoNav, a four-actuator hip exoskeleton that renders guidance cues directly at the hip joints. It renders an Advance cue and two-level Braking cues through sagittal-plane actuators and two-level Steering cues through frontal-plane actuators. A bilateral LSTM-based gait-state classifier uses two thigh-mounted IMUs to identify gait states, enabling haptic cues to be delivered in coordination with the wearer's gait while suppressing them during standing. The classifier generalized to unseen users with recalls of 95.2-97.9%, with mean detection delays of 38.6 and 63.1 ms for stance-to-swing and swing-to-stance transitions, respectively. Constrained human-in-the-loop Bayesian optimization personalized Braking for minimum resistance and Steering for maximum comfort while ensuring detectability and safety. All participants reliably distinguished between grades of their personalized cues and the firmest Braking cue remained below 53% of the safety limit. In blindfolded Wizard-of-Oz navigation trials along three paths, the participants kept 98.8% of the walked distance within a 0.75 m wide passage, with a 4.9% increase in mean progression speed per trial. A body-worn camera, RTAB-Map and Nav2 further enabled a feasibility study of autonomous navigation and detours around previously unmapped obstacles.
- Abstract(参考訳): 視力のない歩行には、タイムリーであいまいなガイダンスが必要だが、多くのウェアラブルアシスタントは、ユーザーが移動に翻訳しなければならないオーディオやバイブロタクティル信号として方向をエンコードする。
XoNavは4つのアクチュエータを持つ股関節外骨格で、股関節に直接誘導手がかりを付与する。
プログレッシブキューと二段ブレーキキューを矢状面アクチュエータで、二段ステアリングキューを前面面アクチュエータで描画する。
両側LSTMに基づく歩行状態分類器は2つの大腿のIMUを用いて歩行状態を識別し、立位中に歩行を抑えながら、装着者の歩行と協調して触覚的手がかりを届けることができる。
分類器は95.2-97.9%のリコールで、平均検出遅延は38.6msと63.1ms、スタンス・ツー・スウィング・トゥ・スタンス・トランジションは63.1msである。
拘束された人-ループベイズ最適化は、最小抵抗にブレーキを、最大快適にステアリングをパーソナライズし、検出性と安全性を確保した。
すべての参加者は、パーソナライズされたキューの成績と、最もしっかりとしたブレーキキューの成績を確実に区別し、安全限界の53%以下にとどまった。
3つの経路に沿った目隠しされたウィザード・オブ・オズの航法試験では、参加者は歩行距離の98.8%を幅0.75mの通路に保持し、平均進行速度は4.9%増加した。
ボディウーンカメラであるRTAB-MapとNav2は、以前にマップされていない障害物の周囲の自律的なナビゲーションとデトゥールの実現可能性調査を可能にした。
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