Exoskeleton Training through Haptic Sensation Transfer in Immersive Virtual Environment
Exoskeleton Training through Haptic Sensation Transfer in Immersive Virtual Environment
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在沉浸式虚拟环境中通过触觉感觉传递进行外骨骼训练
DOI：
10.1061/9780784483961.059
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Du, Jing
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ye, Yang;Shi, Yangming;Lee, Youngjae;Burks, Garret;Srinivasan, Divya;Du, Jing
外骨骼作为一种人体增强技术，在改造未来土木工程作业方面显示出巨大的潜力。然而，如果使用者没有受过良好的训练，外骨骼的不适当使用可能会导致伤害和损害。有效的程序和操作培训将使用户更加了解土木工程操作中与外骨骼相关的能力、限制和风险。目前，外骨骼系统的低可用性和高成本使得动手训练不太可行。此外，外骨骼的不同设计对应于不同的激活过程、肌肉接合和运动边界，这对外骨骼训练提出了进一步的挑战。我们提出了一种“感觉转移”的方法，迁移的物理体验穿着真实的外骨骼系统的第一次用户通过一个被动的触觉系统在一个沉浸式的虚拟环境。15名有经验的外骨骼用户的身体运动和肌肉接合数据被记录并在虚拟现实环境中回放。然后，身体关键部位（肩、肘、手和腰）上的一组触觉设备根据受训者模仿动作的准确性生成不同的触觉提示模式。感觉传递方法将增强触觉学习体验，从而加速训练。
Exoskeleton as a human augmentation technology has shown a great potential for transforming the future civil engineering operations. However, the inappropriate use of exoskeleton could cause injuries and damages if the user is not well-trained. An effective procedural and operational training will make users more aware of the capabilities, restrictions, and risks associated with exoskeleton in civil engineering operations. At present, the low availability and high cost of exoskeleton systems make hands-on training less feasible. In addition, different designs of exoskeleton correspond with different activation procedures, muscular engagement, and motion boundaries, posing further challenges to exoskeleton training. We propose a “sensation transfer” approach that migrates the physical experience of wearing a real exoskeleton system to first-time users via a passive haptic system in an immersive virtual environment. The body motion and muscular engagement data of 15 experienced exoskeleton users were recorded and replayed in a virtual reality environment. Then, a set of haptic devices on key parts of the body (shoulders, elbows, hands, and waist) generate different patterns of haptic cues depending on the trainees’ accuracy of mimicking the actions. The sensation transfer method will enhance the haptic learning experience and therefore accelerate the training.
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影响因子：
6.1
作者：
Yangming Shi;John Kang;Pengxiang Xia;Oshin Tyagi;Ranjana K. Mehta;Jing Du
通讯作者：
Yangming Shi;John Kang;Pengxiang Xia;Oshin Tyagi;Ranjana K. Mehta;Jing Du
带有智能控制系统的医疗外骨骼“Remotion”：建模、实施和测试
DOI：
10.1016/j.simpat.2020.102200
发表时间：
2020
期刊：
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--
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Heuer, Herbert
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Lindgren, Robb