Human equilibrium augmentation in an exoskeleton using IMUs

Abstract

COMmeto BVBA is betrokken bij diverse R&D-projecten, waaronder AXO-SUIT, een project dat drie jaar gefinancierd is in het kader van het AAL-Joint Programme. Het project onderzoekt de persoonlijke behoeften van ouderen, zodat die hun dagelijkse activiteiten (ADL, iADL) ongestoord kunnen voortzetten. Het AXO-SUIT exoskelet biedt geen ondersteuning aan het evenwicht van de persoon die het draagt. Wanneer er evenwichtsproblemen optreden, moeten de gebruikers hun evenwicht zelfstandig behouden. Het doel van deze masterproef is om te onderzoeken in welke mate Inertial Measurement Units (IMU) kunnen bijdragen tot het detecteren van evenwichtsproblemen en welke algoritmen er nodig zijn om de informatie te leveren over hoe de bewegingen van het exoskelet bijgesteld moeten worden zodat het exoskelet geautomatiseerde hulp geeft bij het behouden van het evenwicht. Omwille van de complexiteit van het menselijk lichaam, de kosten en het energieverbruik, is er een literatuurstudie uitgevoerd om de vereisten van de IMU's en de communicatieprotocollen te bepalen. Na deze selectie is er een model gebouwd om de data-acquisitie van de IMU's te testen. Door deze data te interpreteren, zijn de relatieve posities van de IMU's berekend en de hoek tussen de twee scharnierende delen bepaald. Ten slotte, om de resultaten te valideren, zijn de berekeningen vergeleken met andere sensoren en zijn de vastgelegde gegevens weergegeven in datastructuren die relevant zijn in de context van de andere datastructuren van het exoskelet.