頭頸部の動きを回復するための生体模倣視線制御
A Biomimetic Gaze Control to Restore Head-Neck Movements
眼と頭の協調を模倣した前庭動眼反射に基づく視線追跡制御器を設計し、個人適応機能を備えた頸部外骨格システムを開発した。従来法より自然な速度プロファイルと24%の意図検出精度向上を実現した。
著者: Colin Rubow, Haohan Zhang
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Powered neck exoskeletons are developed to restore head-neck motions for those with neck muscle weakness. Current methods using hand-held input devices to control these robotic systems are unintuitive or non-viable for these populations. Alternatively, the eyes coordinate with the head to accomplish many daily tasks. Therefore, movements of the eyes can be a useful signal to control the neck exoskeletons without needing to use the hands. However, previous control models lack biobehavioral basis as well as means to personalize the control behavior, causing unnatural head-neck movements. This paper presents a novel eye-tracking controller design leveraging the vestibulo-ocular reflex to emulate natural eyehead coordination. Personalization tools were also designed, consisting of sliders to allow users to adjust the parameters of this controller. Here, we present the technical design and validation of this system in human users. Compared to the previous eye-tracking model, the new controller provides natural head motions personalized to the user through more natural velocity profiles and a 24 percent average increase of accurate motion intent detection. This system provides a powerful platform for studying eye-tracking controllers in the context of personalization and preference, and ultimately restoring the lost head-neck mobility in patient populations.
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