Deep learning based time-dependent reliability analysis of an underactuated lower-limb robot exoskeleton for gait rehabilitation

2025

Жабық қол жеткізу Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.1177/09544119251349362
Деректер сенімділігі 85 жоғары
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

This study evaluates the reliability of an underactuated wearable lower-limb exoskeleton designed to assist with gait rehabilitation. Recognizing the complexity of system reliability, a deep learning framework augmented with Long short-term Memory (LSTM) was utilized for the time-dependent reliability analysis of dynamic systems. The research commenced with the development of a lower-limb gait robot, modeled on a Stephenson III six-bar linkage mechanism. Following the mechanical design, computer-aided design (CAD) tools were employed to conceptualize a lower-limb robotic exoskeleton for rehabilitation purposes. The design incorporated two metallic materials (aluminum and steel), and a composite material (carbon fiber) tested using SolidWorks ® . The prototype achieved a lightweight design (~1.63 kg) for carbon fiber material. An LSTM-enhanced deep neural network algorithm was implemented to predict the time-dependent reliability of joint displacements and end-effector trajectories. Finally, conditional probability methods were applied to complete the time-dependent system reliability assessment. The designed mechanical system for gait rehabilitation demonstrated high reliability ( R ≈ 0.87). Over 200 simulation runs, reliability trends showed consistent and robust predictions.