A Biomimetic, Self Tuning, Fully Adaptable Smart Lower Limb Prosthetics with Energy Recovery
A Biomimetic, Self Tuning, Fully Adaptable Smart Lower Limb Prosthetics with Energy Recovery
批准号:
EP/K020463/1
负责人:
Abbas Dehghani-Sanij
金额:
$78.83万
依托单位:
依托单位国家:
英国
项目类别:
Research Grant
财政年份:
2013
资助国家:
英国
项目状态:
已结题
起止时间:
2013 至 --
中文摘要
每年,数以千计的人因循环系统问题、糖尿病并发症或创伤等一系列因素而失去下肢。目前的假肢可分为三组:i)纯被动机械假肢,需要大量的自愿控制;ii)主动控制,测量肢体性能并改变参数以提高性能;iii)主动驱动或动力假肢,使用致动器将机械功直接输入到肢体。后一种装置没有考虑身体部件和假体之间的动态相互作用。因此,它们需要大量的能源,效率很低。因此,它们与人体并不和谐和协同。因此,需要一种结合主动和被动模式来模仿人体肌肉的新一代假肢。新一代的假肢应该具有即插即用的特性,并且肢体会根据当前的行走情况(水平、斜坡和楼梯)进行自我调整,以优化系统对用户的性能。在行走周期中,假肢将在向行走运动提供能量和在摆动阶段收集能量之间切换;延长电池功率和减轻电池负担。这个项目的目的是通过围绕以下活动构建的研究计划来设计和开发一种新型的智能假肢。1)使用身体轮毂传感器实时测量步态动态;2)使用与人体肢体连接的假肢集成传感器测量假肢使用过程中的反应负荷;3)估计用户意图并评估从假肢获得的触觉或其他形式的反馈的潜力,以提高其可用性;4)通过动态耦合和能量产生优化能量使用;以及5)与延长佩戴时间相关的肢体舒适性的改善。研究结果将是在使用与人体和移动性相关的技术方面的一步变化,考虑到人机动态交互。研究成果将解决与截肢者恢复活动能力相关的一些医疗挑战,并为设计和开发支持人口老龄化和中风患者康复等应用的设备的新方向铺平道路。世界第三大假肢制造商在英国,这项研究将通过提供更多的商业化机会,促进英国在全球的地位。
英文摘要
Every year, thousands of people lose a lower limb as a result of a range of factors such as circulatory problems, complications of diabetes or trauma. Current lower limb prostheses can be divided into three groups: i) Purely passive mechanical and requiring a significant voluntary control effort; ii) Actively controlled in which the limb performance is measured and parameters altered to improve performance; iii) Actively driven, or powered prostheses using actuators to directly input mechanical work into the limb. The latter devices do not take into consideration the dynamic interaction between the body elements and prostheses. As a result, they require large amounts of energy and have low efficiency. Therefore they are not in harmony and synergy with the human body. Hence, there is a need for a new generation of lower limb prostheses which can mimic the human muscle by combining active and passive modes. The new generation of prostheses should have a plug and play characteristic and the limb would self tune to the current walking situation (level, slopes and stairs) to optimise the system performance to the user. During the walking cycle, the artificial limb will switch between delivering energy to the walking motion to harvesting energy during the swing phase; prolonging battery power and reducing the burden on the batteries. The aim of this project is to design and develop a new smart lower limb prosthesis through a research programme structured around the following activities. 1) Use of body hub sensors to measure gait dynamics in real time;2) Use of prosthesis integrated sensors interfaced with the human limb to measure reaction loads during prosthesis use; 3) Estimation of user intent and evaluation of the potential for haptic or other forms of feedback from the prosthesis to enhance its usability; 4) Optimisation of energy use through dynamic coupling and energy generation; and 5) Improvements in limb comfort associated with extended periods of wear.The outcome of the research will be a step change towards the use of technology in relation to the human body and mobility considering human-machine dynamic interaction. The research outcomes will address a number of healthcare challenges associated with the restoration of mobility in amputees, and paves the way for a new direction in the design and development of devices to support mobility in an aging population and applications such as the rehabilitation of stroke patients. The world's third largest manufacture of prosthetics is in the UK and this research will boost the advancement of the UK position worldwide by providing enhanced opportunities for commercialisation.
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Impact of a viscoelastic parameters of a prosthetic ankle on the knee power over level ground walking
假肢踝关节粘弹性参数对平地行走膝关节力量的影响
DOI:
--
发表时间:
2015
期刊:
影响因子:
--
作者:
[A. Abouhossein]
通讯作者:
A. Abouhossein
Gait abnormalities of above knee amputees, is it a design deficiency or compensatory strategy?
膝上截肢者步态异常,是设计缺陷还是补偿策略?
DOI:
--
发表时间:
2016
期刊:
影响因子:
--
作者:
[Abouhossein A]
通讯作者:
Abouhossein A
Towards Autonomous Robotic Systems - 16th Annual Conference, TAROS 2015, Liverpool, UK, September 8-10, 2015, Proceedings
迈向自主机器人系统 - 第 16 届年会,TAROS 2015,英国利物浦,2015 年 9 月 8-10 日,会议记录
DOI:
10.1007/978-3-319-22416-9_4
发表时间:
2015
期刊:
影响因子:
--
作者:
[Antuña L]
通讯作者:
Antuña L
Controller design for a Semi-Active Transfemoral Prosthetic Knee based on Angular Velocity Monitoring
基于角速度监测的半主动股骨假肢膝关节控制器设计
DOI:
--
发表时间:
2015
期刊:
影响因子:
--
作者:
[A. Abouhossin]
通讯作者:
A. Abouhossin
DOI:
10.1109/mecatronics.2016.7547168
发表时间:
2016
期刊:
影响因子:
--
作者:
[Awad M]
通讯作者:
Awad M
共 8 条
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Self-DNA介导的CD4+组织驻留记忆T细胞(Trm)分化异常在狼疮肾炎发病中的作用及机制研究
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批准号:82371813
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项目类别:面上项目
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资助金额:50万元
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批准年份:2023
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负责人:熊思东
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依托单位:
基于受体识别和转运整合的self-DNA诱导采后桃果实抗病反应的机理研究
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批准号:32302161
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:30万元
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批准年份:2023
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负责人:黎春红
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依托单位:
基于广义测量的多体量子态self-test的实验研究
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批准号:12104186
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项目类别:青年科学基金项目(C类)
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资助金额:30.0万元
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批准年份:2021
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负责人:边志浩
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依托单位:
Self-shrinkers的刚性及相关问题
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2019
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负责人:魏国新
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依托单位:
基于Self-peptide和Fe5C2构建的高敏感MR分子探针对肿瘤血管的MR靶向成像研究
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批准号:81501521
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:18.0万元
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批准年份:2015
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负责人:龚明福
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依托单位:
平均曲率流中非紧Self-shrinkers的结构
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批准号:11301190
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:22.0万元
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批准年份:2013
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负责人:张坤
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依托单位:
2维伪欧氏空间下平均曲率流中Self-shrinker问题的研究
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批准号:11126152
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项目类别:数学天元基金项目
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资助金额:3.0万元
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批准年份:2011
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负责人:刘华侨
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依托单位:
晶态桥联聚倍半硅氧烷的自导向组装(self-directed assembly)及其发光性能
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批准号:21171046
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项目类别:面上项目
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资助金额:55.0万元
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批准年份:2011
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负责人:李焕荣
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依托单位:
成束蛋白Fascin1在肺癌"self-seeding"过程中的作用及机制研究
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批准号:81001041
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:22.0万元
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批准年份:2010
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负责人:赵晋波
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依托单位:
工业用腈水合酶全新蛋白质翻译后调节体系self-subunit swapping的研究
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批准号:31070711
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项目类别:面上项目
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资助金额:35.0万元
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批准年份:2010
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负责人:周哲敏
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依托单位: