Was Ist Der Zweck Von Höhenausgleichsschaumstoffpolstern Bei Exoskelett-Experimenten? Sicherstellung Gültiger Biomechanischer Daten

Höhenausgleichsschaumstoffpolster sind eine kritische Kontrollvariable, die zur Aufrechterhaltung der experimentellen Gültigkeit verwendet wird. Sie werden an der Sohle des nicht unterstützten Schuhs befestigt, um die Beinlänge auszugleichen und die zusätzliche Höhe des Exoskeletts zu kompensieren, das am gegenüberliegenden Bein getragen wird.

Durch die Neutralisierung physischer Höhenunterschiede stellen diese Polster sicher, dass jede gemessene Aufwandsreduzierung ausschließlich auf die Drehmomentunterstützung des Geräts zurückzuführen ist und nicht auf den natürlichen Versuch des Benutzers, sein Gleichgewicht zu korrigieren.

Die Mechanik der experimentellen Integrität

Erreichung biomechanischer Symmetrie

Wenn ein Benutzer ein einseitiges Exoskelett trägt, fügt das Gerät oft Dicke zur Sohle des unterstützten Fußes hinzu. Dies führt zu einer sofortigen Beinlängendifferenz.

Höhenausgleichsschaumstoffpolster eliminieren diese Ungleichheit. Indem sie diese am nicht unterstützten Schuh anbringen, stellen Forscher sicher, dass der Träger eine neutrale, ebene Haltung beibehält.

Verhinderung von Haltungsabweichungen

Ohne Ausgleich wäre ein Teilnehmer gezwungen, sich zu lehnen oder seine Haltung anzupassen, um aufrecht zu bleiben.

Dies führt zu biomechanischen Abweichungen, insbesondere bei dynamischen Bewegungen wie Kniebeugen. Der Körper verlagert natürlich das Gewicht, um den Höhenunterschied auszugleichen, was zu einem unnatürlichen Bewegungsmuster führt.

Isolierung der Variablen

Ziel dieser Experimente ist es, die Wirksamkeit der Drehmomentunterstützung des Exoskeletts zu messen.

Durch die Verwendung von Schaumstoffpolstern entfernen Forscher das "Rauschen" der Haltungskorrektur. Dies garantiert, dass Änderungen der Muskelaktivität und der metabolischen Kosten direkte Ergebnisse der vom Gerät bereitgestellten Unterstützung sind.

Die Risiken der Vernachlässigung des Ausgleichs

Verzerrte Stoffwechseldaten

Wenn ein Teilnehmer ständig sein Gleichgewicht anpasst, verbraucht er Energie, nur um stabil zu bleiben.

Dieser zusätzliche Energieaufwand kann die tatsächliche metabolische Einsparung durch das Exoskelett verschleiern. Die Daten werden zu einem Spiegelbild des Kampfes des Benutzers um das Gleichgewicht und nicht zur Effizienz des Geräts.

Ungenauigkeiten bei der Messung der Muskelaktivität

Biomechanische Abweichungen zwingen die Muskeln, anders zu arbeiten, um die unebene Höhe auszugleichen.

Dies führt zu Elektromyographie (EMG)-Messwerten, die die kompensatorische Stabilisierung widerspiegeln und nicht die tatsächliche Lastreduzierung auf die Zielmuskeln.

Sicherstellung der Datenrichtigkeit in Ihren Versuchen

Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf biomechanischer Analyse liegt:

Stellen Sie sicher, dass die Dicke des Schaumstoffpolsters genau dem Profil der Exoskelettsohle entspricht, um kinematische Veränderungen während Kniebeugen zu verhindern.

Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf Stoffwechseleffizienz liegt:

Verwenden Sie Höhenausgleich, um zu bestätigen, dass Energieeinsparungen ausschließlich aus der Drehmomentunterstützung stammen und nicht aus Haltungsanpassungen.

Die Integrität Ihrer Daten hängt davon ab, die Leistung des Geräts von der Notwendigkeit des Benutzers zu trennen, physische Ungleichgewichte auszugleichen.

Zusammenfassungstabelle:

Merkmal	Zweck	Auswirkungen auf Forschungsdaten
Symmetrie	Gleicht Beinlängen aus	Aufrechterhaltung einer neutralen Haltung und eines ebenen Standes
Variablenisolierung	Entfernt Gleichgewichts-"Rauschen"	Stellt sicher, dass Ergebnisse aus Drehmoment und nicht aus Haltung resultieren
Stoffwechselkontrolle	Reduziert zusätzlichen Energieverbrauch	Verhindert verzerrte Messwerte durch Gleichgewichtskorrektur
EMG-Integrität	Verhindert Muskelkompensation	Liefert genaue Daten zur Muskelentlastung

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Referenzen

Prakyath Kantharaju, Myunghee Kim. Reducing Squat Physical Effort Using Personalized Assistance From an Ankle Exoskeleton. DOI: 10.1109/tnsre.2022.3186692

Dieser Artikel basiert auch auf technischen Informationen von 3515 Wissensdatenbank .