On the development of control algorithms for lower limb prostheses

Lopen met een aangedreven beenprothese

Het is niet eenvoudig om soepel te lopen met een onderbeenprothese. Sommige protheses maken het lopen al wat lichter door handige mechanische oplossingen, bijvoorbeeld door stijfheid en demping te regelen tijdens het lopen. Ook zijn er aangedreven protheses, die zelf op het juiste moment in de loopcyclus afzetten waardoor het geheel minder zwaar wordt voor de gebruiker. 

Aangedreven onderbeenprotheses maken doorgaans gebruik van sensoren aan de geamputeerde kant. Maar evenwichtig lopen vergt een gecoördineerde neurale controle, om beide benen goed te kunnen oriënteren en positioneren. Gebaseerd op dit idee richtte Aniket Mazumder zich in zijn onderzoek op het ontwerpen van meerdere controle-architecturen die informatie van verschillende delen van het lichaam - zoals de linker onderbeen en rechter bovenbeen - gebruiken met behulp van inertiële meeteenheden (IMU). Op basis hiervan genereert Mazumder de controlecommando's voor prothese prototypes. 

Mazumder deed meerdere proeven met een gezonde proefpersoon die op een vlakke ondergrond loopt met verschillende snelheden en obstakelontwijkingstaken. De resultaten suggereren dat het incorporeren van gegevens van elke sensor een meer omvattend begrip van de posities en oriëntaties van het lichaam biedt; hierdoor kan de prothese nauwkeurige controleacties uitvoeren op basis van een uitgebreide kennis van de looppatronen van de gebruiker.

Aniket Mazumder voerde zijn onderzoek uit bij het Bernoulli Institute for Mathematics, Computer Science and Artificial Intelligence, afdeling Kunstmatige Intelligentie, met financiering van het European Research Council. Hij vervolgt zijn loopbaan als researcher bij de Vrije Universiteit. 

Proefschrift: https://hdl.handle.net/11370/e5248144-4a87-4027-8ff0-d65c5118a878