Background: Carrying load alters no

Background: Carrying load alters normal walking, imposes additional stress to the musculoskeletal system, and results
in an increase in energy consumption and a consequent earlier onset of fatigue. This phenomenon is largely due to
increased work requirements in lower extremity joints, in turn requiring higher muscle activation. The aim of this work
was to assess the biomechanical and physiological effects of a multi-joint soft exosuit that applies assistive torques to
the biological hip and ankle joints during loaded walking.
Methods: The exosuit was evaluated under three conditions: powered (EXO_ON), unpowered (EXO_OFF) and unpowered
removing the equivalent mass of the device (EXO_OFF_EMR). Seven participants walked on an instrumented split-belt
treadmill and carried a load equivalent to 30 % their body mass. We assessed their metabolic cost of walking, kinetics,
kinematics, and lower limb muscle activation using a portable gas analysis system, motion capture system, and surface
electromyography.
Results: Our results showed that the exosuit could deliver controlled forces to a wearer. Net metabolic power
in the EXO_ON condition (7.5 ± 0.6 W kg−1) was 7.3 ± 5.0 % and 14.2 ± 6.1 % lower than in the EXO_OFF_EMR
condition (7.9 ± 0.8 W kg−1; p = 0.027) and in the EXO_OFF condition (8.5 ± 0.9 W kg−1; p = 0.005), respectively.
The exosuit also reduced the total joint positive biological work (sum of hip, knee and ankle) when comparing
the EXO_ON condition (1.06±0.16 J kg−1) with respect to the EXO_OFF condition (1.28 ± 0.26 J kg−1; p = 0.020)
and to the EXO_OFF_EMR condition (1.22±0.21 J kg−1; p = 0.007).
Conclusions: The results of the present work demonstrate for the first time that a soft wearable robot can improve
walking economy. These findings pave the way for future assistive devices that may enhance or restore gait in other
applications.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

พื้นหลัง: แบกโหลดเปลี่ยนเดินปกติ กำหนดเพิ่มเติมความเครียดกับระบบกล้ามเนื้อ และผลลัพธ์ในการเพิ่มการใช้พลังงานและการเกิดอาการก่อนหน้าตที่ตามมาเมื่อยล้า ปรากฏการณ์นี้เป็นส่วนใหญ่เนื่องจากการความต้องการทำงานในต่ำกว่าปลายข้อต่อ เปิดใช้งานของกล้ามเนื้อจะต้องสูงขึ้น จุดมุ่งหมายของงานนี้การประเมินผลกระทบทางชีวกลศาสตร์ และสรีรวิทยาของ exosuit นุ่มแบบร่วมหลายที่เกี่ยวข้องใน torques ช่วยเหลือการทางชีวภาพสะโพกและข้อเท้าข้อต่อระหว่างเดินโหลดวิธีการ: ประเมินการ exosuit ภายใต้เงื่อนไขที่ 3: การขับเคลื่อน (EXO_ON), unpowered (EXO_OFF) และ unpoweredเอาเทียบเท่ามวลของอุปกรณ์ (EXO_OFF_EMR) เจ็ดคนเดินบนสายพานแยกการ instrumentedลู่วิ่งไฟฟ้า และดำเนินการเทียบเท่ากับ 30% โหลดร่างมวล เราประเมินต้นทุนการเผาผลาญการเดิน จลนพลศาสตร์กลศาสตร์ และการทำงานของกล้ามเนื้อขาล่างที่ใช้ระบบวิเคราะห์ก๊าซแบบพกพา ระบบจับภาพเคลื่อนไหว และพื้นผิวelectromyographyผลลัพธ์: ผลลัพธ์ของเราแสดงให้เห็นว่า exosuit ที่สามารถส่งกองควบคุมที่ผู้สวมใส่ พลังงานที่เผาผลาญสุทธิใน EXO_ON เงื่อนไข (7.5 ± 0.6 W kg−1) เป็น 7.3 ± 5.0% และ 14.2 ± 6.1% ต่ำกว่าในการ EXO_OFF_EMRเงื่อนไข (7.9 ± 0.8 W kg−1; p = 0.027) และอยู่ ในสภาพ EXO_OFF (8.5 ± 0.9 W kg−1; p = 0.005), ตามลำดับExosuit ยังลดการรวมบวกชีวภาพทำงานร่วมกัน (ผลรวมของสะโพก เข่า และข้อเท้า) เมื่อเปรียบเทียบเงื่อนไข EXO_ON (1.06±0.16 J kg−1) เกี่ยวกับเงื่อนไข EXO_OFF (1.28 ± 0.26 kg−1 J; p = 0.020)และเงื่อนไข EXO_OFF_EMR (1.22±0.21 J kg−1; p = 0.007)บทสรุป: ผลของการทำงานปัจจุบันแสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกที่หุ่นสวมใส่นุ่มเดินเศรษฐกิจ ค้นพบเหล่านี้ปูทางสำหรับอุปกรณ์ช่วยเหลือในอนาคตที่อาจเพิ่ม หรือคืนเดินในการใช้งาน

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

พื้นหลัง: แบกภาระ alters เดินปกติเรียกเก็บความเครียดเพิ่มเติมให้กับระบบกล้ามเนื้อและผล
ในการเพิ่มขึ้นของการใช้พลังงานและการโจมตีก่อนหน้านี้ผลเนื่องมาจากความเมื่อยล้า ปรากฏการณ์นี้เป็นส่วนใหญ่เนื่องจาก
ความต้องการที่เพิ่มขึ้นในการทำงานของข้อต่อขาในการเปิดที่กำหนดให้เปิดใช้งานกล้ามเนื้อสูง จุดมุ่งหมายของงานนี้
คือการประเมินผลกระทบทางชีวกลศาสตร์และสรีรวิทยาของ exosuit นุ่มหลายทุนที่ใช้แรงบิดที่อำนวยความสะดวกในการ
สะโพกทางชีวภาพและข้อต่อข้อเท้าในระหว่างการเดินโหลด.
วิธีการ exosuit ถูกประเมินภายใต้เงื่อนไขที่สาม: ขับเคลื่อน (EXO_ON) บังคับบัญชา (EXO_OFF) และบังคับบัญชา
ลบมวลเทียบเท่าของอุปกรณ์ (EXO_OFF_EMR) เซเว่นเข้าร่วมเดินบน instrumented แยกสายพาน
ลู่วิ่งไฟฟ้าและดำเนินการเทียบเท่าโหลดถึง 30% มวลร่างกายของพวกเขา เราประเมินค่าใช้จ่ายในการเผาผลาญอาหารของพวกเขาในการเดินจลนพลศาสตร์
จลนศาสตร์และเปิดใช้งานกล้ามเนื้อแขนขาที่ต่ำกว่าการใช้ระบบการวิเคราะห์ก๊าซแบบพกพาระบบจับการเคลื่อนไหวและพื้นผิว
ไฟฟ้า.
ผล: ผลของเราแสดงให้เห็นว่า exosuit จะส่งกองกำลังควบคุมเพื่อให้ผู้สวมใส่ อำนาจการเผาผลาญสุทธิ
ในสภาพ EXO_ON นี้ (7.5 ± 0.6 W กก-1) เป็น 7.3 ± 5.0% และ 14.2 ± 6.1% ต่ำกว่าใน EXO_OFF_EMR
สภาพ (7.9 ± 0.8 W KG-1; p = 0.027) และอยู่ในสภาพ EXO_OFF (8.5 ± 0.9 W kG-1; p = 0.005). ตามลำดับ
exosuit ยังลดลงทั้งหมดร่วมกันทำงานทางชีวภาพในเชิงบวก (ผลรวมของสะโพกหัวเข่าและข้อเท้า) เมื่อเปรียบเทียบ
สภาพ EXO_ON นี้ (1.06 ± 0.16 J kG-1) ความเคารพต่อสภาพ EXO_OFF นี้ (1.28 ± 0.26 J kG-1; p = 0.020)
และสภาพ EXO_OFF_EMR นี้ (1.22 ± 0.21 J kG-1; p = 0.007).
สรุปผลการทำงานในปัจจุบันแสดงให้เห็นเป็นครั้งแรก ที่เป็นหุ่นยนต์ที่สวมใส่นุ่มสามารถปรับปรุง
เศรษฐกิจเดิน การค้นพบนี้ปูทางสำหรับอุปกรณ์อำนวยความสะดวกในอนาคตที่อาจเพิ่มหรือเรียกคืนเดินอื่น ๆ ใน
การใช้งาน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

พื้นหลัง : ภาระทางปกติที่เดินเก็บภาษีเพิ่มเติมความเครียด ระบบกล้ามเนื้อ และผลลัพธ์เพิ่มขึ้นในการใช้พลังงานและการโจมตีจากก่อนหน้านี้ของความเหนื่อยล้า ปรากฏการณ์นี้เป็นส่วนใหญ่เนื่องจากงานความต้องการเพิ่มขึ้นในข้อต่อ รยางค์ล่าง จะต้องกระตุ้นกล้ามเนื้อที่สูงขึ้น เป้าหมายของงานนี้เพื่อประเมินผลชีวกลศาสตร์และสรีรวิทยาของหลายข้อต่ออ่อน exosuit ที่ใช้เครื่องแรงบิดเพื่อสะโพกและข้อต่อข้อเท้าในระหว่างทางชีวภาพโหลดเดินวิธีการ : exosuit ถูกประเมินภายใต้เงื่อนไขสาม : ขับเคลื่อน ( exo_on ) ไม่ต้องเสียบปลั๊กเปรียบเทียบ ( exo_off ) และไม่ต้องเสียบปลั๊กเปรียบเทียบเอามวลเทียบเท่าของอุปกรณ์ ( exo_off_emr ) เจ็ดคนเดินบน instrumented แยกสายพานลู่วิ่งและแบกโหลดเท่ากับ 30% ร่างกายของมวล เราประเมินต้นทุนการเผาผลาญอาหารของพวกเขาเดิน จลนศาสตร์จลนศาสตร์และการเปิดใช้งานกล้ามเนื้อแขนขา โดยใช้ระบบวิเคราะห์ก๊าซแบบพกพา , ระบบจับการเคลื่อนไหว และพื้นผิวคลื่นไฟฟ้า .ผล : ผลของเราแสดงให้เห็นว่า exosuit สามารถส่งมอบบังคับควบคุมให้สวมใส่ การเผาผลาญพลังงานสุทธิใน exo_on เงื่อนไข ( 7.5 ± 0.6 W kg − 1 ) 7.3 ± 5.0 , 14.2 ± 6.1% ต่ำกว่าใน exo_off_emrเงื่อนไข ( 7.9 ± 0.8 w กก. − 1 ; p = 0.027 ) และใน exo_off เงื่อนไข ( 8.5 ± 0.9 w กก. − 1 ; P = 0.005 ) ตามลำดับการ exosuit ยังลดลงรวมร่วมบวกทางชีวภาพ ( ผลรวมของสะโพก ข้อเข่า และข้อเท้า ) เมื่อเปรียบเทียบการ exo_on เงื่อนไข ( 1.06 ± 0.16 J กก− 1 ) ที่มีต่อสภาพ exo_off ( 1.28 ± 0.26 กิโลกรัม− 1 J ; p = 0.020 )และเพื่อ exo_off_emr เงื่อนไข ( 1.22 ± 0.21 J กก− 1 ; P = 0.007 )สรุป : ผลของงานปัจจุบันแสดงเป็นครั้งแรกที่หุ่นยนต์สามารถปรับปรุงได้นุ่มเดินระบบเศรษฐกิจ การค้นพบนี้ปูทางสำหรับอนาคตสิ่งอำนวยความสะดวกอุปกรณ์ที่อาจเพิ่มหรือเรียกคืนงานอื่น ๆการประยุกต์ใช้