轻便柔软的外套，适合步态辅助在本文中，我们提出了一种柔软的下肢机器人外套，旨在增强健康人的正常肌肉功能。与以前的外骨骼相比，该设备超轻，导致机械阻抗和惯性低。exosuit有定制的McKibben风格气动执行器，可以帮助臀部，膝盖和脚踝。致动器通过一个软的，不可伸展的织带网连接到外衣上，该织带利用我们称之为虚拟锚技术的新方法三角化到连接点。这种方法旨在将力传递到身体上最能接受负荷的位置。这个初始原型选择了气动驱动，因为McKibben执行器很软，可以通过车外压缩机轻松驱动。exosuit本身（人机界面和执行器）的质量为3500克，外围设备（不包括空气供应）为7144克。为了检验exosuit的表现，进行了一项针对一个受试者的试验性研究，该研究调查了踝关节足底弯曲时间对穿着者的髋关节，膝关节和踝关节运动学以及行走时的代谢能力的影响。与没有穿着西装的基线行走相比，穿着被动无动力模式的衣服对髋关节，膝关节和踝关节运动学几乎没有影响。在步态周期的30％处使执行器在脚踝处接合250ms改变了关节运动学，并且最小化了代谢功率。受试者的平均代谢能力为386.7 W，几乎与不穿西装（381.8 W）时的平均功率相同，并且比无动力的西装（430.6 W）走路要少得多。该初步工作表明，外套可以舒适地将关节扭矩传递给使用者，同时不限制活动性，并且通过进一步优化，有可能降低穿着者在行走期间的代谢成本。mentation 第一节
我引言在过去的二十年中，一些外骨骼已经开发了任务，从繁重的[ 1 ]，以帮助穿着者行走[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]，并提供在机器人康复治疗医院环境[ 7]。最近，随着致动器和传感器技术的改进，我们已经看到这些系统变得便携，并开始从学术应用转向商业应用。存在几种类型的外骨骼，包括那些能够替换已完全丧失的人体运动的能力，例如在患者瘫痪在腰部以下的情况下。为实现这一目标，设备必须提供足够的控制以确保用户的完全稳定性，从而使高速和灵活性成为平衡和安全的次要问题。 实际上，这些设备可以被认为是轮椅替代品，并为特定用户群提供优雅且可能改变生活的工具[ 8 ]，[ 9 ]。另一种类型的外骨骼旨在帮助身体健全的用户更轻松地或更长时间地执行任务。 特别是，在主动外骨骼领域进行了大量工作以增加载重能力[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]。对于所有这些设备，一个关键的挑战是减少重量和功率要求，为此一些团体已经在努力减少外骨骼的能耗[建议准被动架构4 ]。 这些先前的外骨骼都依赖于刚性的连杆框架，通过衬垫，带子或其他接口技术在选定位置连接到身体。当佩戴者弯曲或伸展其生物关节时，这些刚性连杆为运动增加了相当大的惯性，这必须由马达或使用者克服。尽管已经尽最大努力使这些影响最小化，但它们仍然对自然步态动力学和运动学增加了相当大的阻力。此外，生物和外骨骼关节的静态错位可导致正常运动期间高达10厘米的动态错位，导致疼痛甚至伤害使用者[ 15 ]。一种解决方案是包括冗余的被动自由度以适应这些不对称[ 16 ]; 然而，这进一步增加了系统的重量。部分由于这些原因，这些系统通常不会降低运动所需的代谢能力。 为了解决这些问题，最近一直致力于开发有源软矫形器[ 17 ]，[ 18 ]，这些矫正器在减少佩戴者的阻抗和允许更自然的运动方面显示出巨大的希望。作为刚性外骨骼的替代品，我们提出了一种柔软的可穿戴设备的设计和评估，我们称之为“exosuit”（图1）。该装置设计用于通过在穿着者的关节处施加辅助扭矩来增强健康个体的正常肌肉功，目的是降低穿着者的运输代谢成本。 该装置利用柔性材料和致动器来专门解决人为因素挑战，并且没有承载“骨架”，而是依靠生物骨架来辅助施加力和载荷传递。与传统的外骨骼相比，所提出的外衣提供了最小的额外机械阻抗和运动限制。 在考虑软外套如何增强健康步态时，有一些生物力学研究可以提供洞察力。一种策略是通过在站立阶段和摆动阶段开始时在髋部和/或踝部添加少量额外能量来补充正常肌肉阳性工作。通过这种方法，该系统利用了与人行走相关的自然动力学，这些动力学已经通过一些步行机器人得到了优雅的展示。 例如，之前，建议使用被动动态步行模型来描述运动的有效性[ 19 ]，这些原理在机器人中实施，证明了与人类运动相似的运输成本[ 20 ]。因此，当考虑用于柔软外衣的致动时，可能具有控制器，该控制器可以在步行周期的右侧阶段的某些关节处增加动力脉冲。特别是，我们假设通过这种方法，我们可以提供运动辅助并降低行走的代谢成本，而不会显着改变穿着者的步态。 在本文的其余部分，我们概述了柔软外衣的执行器的要求，并提出了一种软接口概念，用于在关节处提供致动以帮助在行走期间向前推进。制作原型并在一项试验性研究中评估其性能，该研究检查了脚踝扭矩辅助时间对步态运动学和代谢功率的影响。
第二节
甲CTUATION： - [R EQUIREMENTS＆I MPLEMENTATION为了在步态周期中在特定情况下应用冲击能量而不是直接控制肢体位置，McKibben执行器提供了一个有吸引力的解决方案。这些执行器具有高功率重量比，其中空气源是板外的，类似肌肉的力长度特性并具有内在的顺应性[ 21 ]。 类似的执行器已成功用于其他软可穿戴项目[ 17 ]，[ 18 ]。 A.生物学要求从50确定为系统要求第百分位男性，条件是它是能够仿真的力和正常行走的运动的正常范围的约50％由Hallenmans所限定的说明书等，2005 [ 21 ]，[ 22 ]。 为了将扭矩和旋转运动转换为气动执行器的线性力，发现每个关节的人体测量值可以估计力矩臂和所需的总行程[ 21 ]。已知这些定制的McKibben气动执行器在致动期间收缩25％。因此，知道所需的运动范围，可以计算所需的力和位移。表1中给出了软外套的关节致动的装置规格，显示了从人体测量值和基于McKibben致动器能力得出的值。 
表I - [R ANGE，中号OMENT，AND P OWER d URING Ñ ORMAL W¯¯ 作者烯王 ˚F IFTIETH P ERCENTILE中号ALE，79公斤中号ASS，1.75M ħ EIGHT
B.执行器设计和表征用于本研究的致动器由乳胶管，可膨胀网，夹管和带倒钩的配件构成; 所有这些都可以像[ 17 ]中所述的那样商业化。虽然可以购买商用的McKibbon执行器，但是根据表1中所示的生物规格，定制的执行器可以根据尺寸和力要求减轻重量。 当压缩空气供应到致动器时，它们径向膨胀，缩短长度，从而提供致动。因此可以通过改变输入压力来修改力，并且基于致动器长度和特性确定行程长度。将有效长度的致动器（不包括诸如配件和钢制回路的末端硬件）设计为200 mm，并在Instron 5544负载框架系统上记录力与位移数据，输入压力为1至5 bar（14.7至73.5 psi）（图2）。 
图2. 200 mm长定制McKibben执行器的力与位移曲线。负位移表示缩短。如图所示，致动器在其静止长度处接合时将产生峰值力，从那里，其力产生能力随着收缩而减小。增加供应压力会增加执行器的力输出及其最大收缩量
对于这个原型，选择4 bar（58.8 psi）作为操作压力以提供大量的驱动力，同时提供额外的安全措施，提供比最大压力5 bar（230 N vs 370 N）低38％的力。通过内联电磁阀（Norgren，2位，5/2阀门型号E12）控制到执行器的空气流量，并且通过3/8英寸外径（1/4 ID）管道从压缩机向系统供应空气，并且通过单独的1/4英寸外径（1/8 ID）管从阀门分配到各个执行器。 当使用这些执行器进行动态应用（例如辅助步态）时，必须考虑充气和放气时间，因为执行器不会瞬间启动，因此可能会干扰关节运动，而不是在定时不正确的情况下提供帮助。为了研究这一点，在充气和放气期间，力量与时间的关系记录在4巴（图3）。对于充气，在施加压力0.316秒后获得90％的最大力（235N），并且力在0.098秒内从最大力下降到最大力的10％。使用此执行器作为一个单元，力和功率要求列于表1可以通过为每个自由度选择适当数量的致动器来满足。例如，可以在每个踝关节处平行地配置四个致动器，以提供踝关节跖屈的50％的力要求。 
图3. 200 mm长定制McKibben执行器的力发展速度，响应4.0 bar气压（充气和放气）的阶跃输入。力显示为最大力的百分比（235N）
最后，确定测试致动器的空气消耗。在4.0巴时，该致动器每次致动消耗0.60克（0.021摩尔）空气。这些数据可以针对其他长度的执行器进行缩放。
第三节
S OFT H UMAN I NTERFACE D ESIGN软外套人机界面的设计规格是：（1）轻巧，增加最小的惯性，可能会破坏正常的步态动态; （2）非限制性的，以便它不会破坏任何身体平面中的关节运动学，并且（3）在操作期间由用户报告的舒适性。在本节中，我们将描述如何构建接口以满足这些要求。 A.将负荷应用于身体：关键锚的概念为了开发一套主要柔软，非限制性的部件，我们必须开发一种仅在使用张力的同时向穿着者施加负荷同时保持穿着者舒适性的方法。在这里，exosuit充当选定肌肉的增强，利用佩戴者的骨骼结构来产生系统中所需的任何压缩，弯曲或剪切负荷。 为了将扭矩施加到生物关节，这些致动器需要将反作用力施加到人体的另一部分的装置。从第二部分，我们看到这些力量的价值可能非常高。 以前，使用紧身带或皮肤粘合剂等技术来保持可穿戴设备的位置，但经验表明，这很快就会引起不适[ 16 ] [ 23 ]，[ 24 ]。此外，这种方法仅在需要支撑诸如部件重量的小负载时有效，而不是用于增加肢体运动的较大力。平行于皮肤的力会引起滑动，擦伤，据报道，非垂直力是“不可忍受的，除非非常小和间歇”[ 23 ]。除了引起疼痛和不适之外，非垂直力很可能引起装置变形和滑动，这会使任何致动无效。 已知身体的某些区域比其他区域更好地支撑力，并且这种理解可以为使用软套装向人施加力的新方法的设计提供灵感。在载荷行走期间，有效载荷主要由肩部，背部，臀部支撑，在手中携带，或平衡在头部顶部。在其他任务中，例如坐，躺，或用拐杖行走，其他身体部位用于支撑地面反作用力。在携带大型或异形物品时，以及在非站立姿势下支撑物品时，诸如前臂，胸部或膝部的其他身体区域用于支撑负荷。 在柔软的exosuit的背景下，我们定义这些已知容易支撑负荷的区域，特别是肩部，臀部的髂嵴，脚的足底，作为“关键锚”。这些通常是在皮肤表面附近具有大的骨标志的区域，其可以承受正常或接近垂直施加的反作用力。例如，在臀部，我们发现，负载上髂嵴区域的顶部向下传播，而不是我 Ñ沿着臀部[侧面剪切25 ]。 一个关键问题是我们如何利用人类在携带重物时利用的上述策略来应用具有柔软外衣的增强扭矩。通过观察运动中的人体，我们注意到在关节运动期间，皮肤表面上的一些路径的长度基本上相对于彼此变化，而其他路径表现出非常小的相对运动。这些低应变路径已被广泛研究和量化为非延伸线[ 26 ]。使用皮肤表面上的这些高应变和低应变区域作为灵感，我们提出了一种新方法，将“虚拟锚点”的概念定义为在生物腿的关节处应用辅助扭矩的方式。 B.虚拟锚概念柔软外衣的目标是在髋关节，膝关节和踝关节的矢状平面上应用辅助扭矩。使用虚拟锚的概念，来自期望致动器的反作用力被重定向到关键锚。为了实现这一点，我们利用非扩展概念线作为灵感来配置来自所需致动点的连接器矩阵，与其他连接器三角测量以在正常运动范围内保持稳定性，重定向力，并终止于关键锚点。这有力地约束了期望的致动点，最小化扭曲和对运动范围的影响，而几乎没有力传递到佩戴者。这个概念如图4所示。 对于髋关节屈曲和伸展，膝关节屈曲以及踝关节背屈和跖屈进行了仔细选择沿非延伸线的三角测量路径。致动器远端的虚拟锚固件连接到踝关节，而近端的虚拟锚固件连接到臀部和肩部，尽可能广泛地分布力，并保持垂直于皮肤的力（图5）。 
图4.虚拟锚定概念，使气动执行器（粗橙线）能够在踝关节，膝关节和髋关节的矢状平面上产生关节扭矩。这是通过将执行器连接到虚拟锚点（红点）来实现的，虚拟锚点受到软不可伸展织带（黑色细线）的显着移动的限制，这些织带将致动器力分配到已知更容易支撑载荷的区域
为了进一步说明这个概念和所涉及的力，考虑如何致动膝关节是有帮助的（图5）。关于膝关节的远侧和近侧的虚拟锚点（图5.1中称为VA1和VA2 ）使得能够在这两个点之间施加张力以在伸展时致动膝盖。如前所述，对于有效的装置操作，点VA1和VA2不能相对于下面的肢体移动，因此它们必须被约束或锚定，具有足够的刚度以抵抗数千牛顿的力（来自部分II）。从正面视图观察VAl（图5.2），可以看出，沿锚的对侧路径需要额外的连接以便稳定。为了保持平衡并避免锚固位错，F1必须保持在F2-1和F2-2连接器之间的角度（红线）。在致动器的近端处重复虚拟锚定技术将力传递到腰带，沿着髋部的髂嵴和肩部分布力。 在脚踝屈曲表1中，为了达到约50％的人类步行范围所需的力，从0到933N 。这些峰值力可以与虚拟锚和McKibben执行器设计相匹配，并且该方法本质上是安全的，因为随着位移增加，力降至零。此外，我们的假设是虚拟锚定位置将相对于穿着者固定，但实际上在柔软套装和其附着于穿着者的位置将存在一定量的顺应性。该效果将减小峰值力并且还导致套装相对于穿着者的运动。 
图5.虚拟锚技术的图形说明。要使用柔软的部件（仅限张力）施加膝盖力矩，我们想施加力F1。在VA1上执行自由体分析（左），我们看到大多数F1被连接器F2中的张力抵消。只有很小的净压缩力（几乎没有剪切力）传递到皮肤以保持平衡
第四节
P ROTOTYPE I MPLEMENTATION根据第II 节中描述的要求和第III节中描述的设计原则，制作原型外壳以证明该概念。虚拟锚由三角形螺纹连杆（Quik-Links）组成，缝制成尼龙捆扎材料矩阵，将虚拟锚固定在关键锚上。在连接器带的部分之间根据需要使用登山扣，挤压释放搭扣和椭圆形快速连接，以允许穿着和脱落柔软的外套。选择致动器的数量和长度以达到相关自由度所需的力和范围的约50％（Tbl.I）。 从图6中可以看出，柔软外衣的人体界面本质上是柔性的，并且主要由柔软的部件制成。黑色尼龙织带提供了不可扩展的元素，将力从虚拟锚重定向到关键锚。橙色气动执行器的端部连接到钥匙上，虚拟锚固件位于生物接头的两侧。使用者能够在矢状平面上移动他们的髋关节，膝关节和踝关节几乎完整的运动范围。 这种初步的概念证明原型并未针对快速简便的穿戴和落纱进行优化。穿上它的过程开始时松开各种带扣和带子，使其可以穿在腿上，然后拧紧它们，使装置贴合穿着者，尼龙织带位于腿的正确位置关节。然而，一旦适合特定主题，各个组件的位置被标记，以便将来可以更快地进行穿戴。 
图6.带有用于虚拟锚的连接器矩阵织带的左，软外套。正确，将执行器连接到虚拟锚点。该外观的一个关键特征是它重量轻，主要由柔软的部件制成，并不限制用户的运动范围
气动阀和控制器安装在后部安装的组件中。该套装配有一个调谐盒，可以实时调整起始延迟和启动持续时间。该盒子是手腕安装的，允许佩戴者在运行中调整参数。 
图7.控制器和气动系统的示意图说明了各种组件
通过脚踏开关仪器化鞋垫（B＆L Engineering）检测脚跟撞击，向Arduino Mega 2560微控制器发送信号（http:///en/）。在感测到脚跟撞击时，控制器启动用于致动该肢体上的期望自由度的定时序列。每个自由度都具有可编程的开启时间（跟部撞击后的致动器开启时间）和致动持续时间。双脚感觉到脚后跟，并用于独立启动延迟和动作。两条腿的定时序列相同，以保持对称性。控制/气动布局的示意图如图7所示，照片如图8所示。压缩空气可通过压缩机供应，用于固定/跑步机测试。对于不受限制的测试，压缩空气由背部安装的64立方英寸彩弹罐供应，压力为306 bar（4500 psi），作为概念便携式实施的证明。 
图8.控制组件的图像
当连接到压缩机时，exosuit的总质量为7144克，当包括机载压缩空气罐时，总质量为9121克。穿在下肢上的套装的部件质量仅为3500克，因此最小化远端质量，已知其对代谢成本具有更大的影响[ 27 ]。主要模块的群众列我 Ñ 表2。柔软的exosuit每步态循环消耗0.166 mol（4.8 g）空气。假设步幅频率为1Hz，该套装目前每分钟消耗9.94摩尔。64立方英寸，4500 psi的压缩空气罐含有14.3 mol（415克）的空气，并且持续行走1.45分钟。 
表二。中号的作者驴中号AJOR中号ODULES THE的小号OFT ë XOSUIT
第五节
小号OFT è XOSUIT Ë 估价哈佛医学院人类研究委员会批准的一项试点研究旨在通过在动力跖屈期间使用气动执行器来增强踝关节扭矩来检查软外套在辅助步态方面的表现。所有其他执行器的启动持续时间都调整为零毫秒，因此它们不会产生任何力。在Wyss Institute的运动捕获实验室收集运动学和代谢数据，以量化柔软的exosuit功效。通过改变在步态周期期间致动器被打开的时间来研究踝平板执行器的接合时间对关节运动学和代谢功率的影响。同侧腿的脚跟撞击定义为步态周期的0％。研究了六个执行器开启时间， A.运动学使用具有8个红外摄像机（Oxford Metrics，Oxford，UK）的Vicon®运动分析系统来获得一个年龄分别为42,65kg和1.73m的健康男性受试者的运动学。要求参与者沿着10米的平地（不是跑步机）步行以1.5米/秒的速度行走。步行速度大于的步数 Opensim 3.0用于执行逆运动学分析[ 29]。基于14个拟人测量，将OpenSim 23自由度头部，躯干和下肢模型缩放到受试者。在缩放通用模型之后，基于三维标记轨迹计算解剖关节角度。计算踝关节，膝关节和髋关节角度相对于步态周期的平均值和标准偏差。观察到关节角度的值与通常报道的关联角度的值不同（例如，在站立期间更大的膝关节屈曲）。这可能是由于诉讼标记放置的挑战。然而，在这项试点研究中，与正常步行相比，我们只对套装在其动力和无动力配置中的相对效果感兴趣，因此这不被认为是主要关注点。 矢状平面髋关节和膝关节角度在无套装，被动套装和所有动作套装条件之间保持相似（图9）。对于所有测试条件，髋关节具有典型的矢状面行为，在脚跟着地时初始屈曲，在整个站立阶段延伸，然后在摆动阶段期间屈曲（图9）。被动和致动测试案例的矢状平面膝盖角度也有一个典型的模式，膝盖最初从脚跟撞击通过负载响应弯曲，从中间延伸到脚跟上升，从脚跟上升到脚趾脱离，最后在摆动期间延伸（图9）。 矢状平面踝关节运动学受到驱动外衣的影响（图9）。在站立阶段期间通过McKibben致动器在踝关节处提供额外的关节扭矩导致脚踝在负荷响应期间变得更加背屈，并且从终端姿势结束到预摆动开始时更加跖屈。正如预期的那样，在没有穿着外衣的情况下，与基线步行相比，在步态周期的10％和60％处启动致动器的条件引起踝关节运动学的最大变化，具有高达约15°的差异。相反，当在步态周期的30％处向致动器提供压力并且保持250ms时，矢状平面踝关节运动学仍然与基线步行相似而没有穿着该套装（图9）和穿着被动套装时没有动作的矢状平面踝关节运动学相似（图9）。 
图9.平均值
 $ \ pm \ {\ rm l} $SD矢状平面右髋（上），膝（中）和踝关节（下）运动学相对于步态周期。不穿西装的基线行走以蓝色显示，而10％，30％和60％的致动条件分别以绿色，黑色和品红色显示。如图所示，exosuit对髋关节和膝关节运动学几乎没有影响。对于脚踝，执行器开启时间为10％，步态周期的60％对运动学影响最大，而致动器在步态周期的30％（绿色）加压250 ms导致踝关节运动学类似于没穿西装的基线步行（蓝色）B.代谢能力在以下八个测试条件下测量受试者的代谢能力：1）站立休息，2）在不穿外衣时行走，3）穿着外衣无动力（被动），4-8）行走，同时穿着具有致动器的外衣开启时间为10％至60％，以10％的增量调整。对于每个测试用例，在提供书面知情同意书后，先前描述的相同受试者（第V节，A）在1.5米/秒的水平跑步机上行走8至10分钟。使用Cosmed K4b2心肺运动测试装置（COSMED USA，Concord，CA）测量肺部气体交换（VO 2，VCO 2））在整个跑步机步行期间。根据JM描述的方法计算4分钟稳态间隔的平均代谢功率（W）布罗克韦[ 30 ]。根据呼吸间变异性计算代谢功率的标准偏差。 当踝足底屈肌执行器在步态周期的30％时开启时，动力套装条件的平均代谢功率最小化。通过该执行器定时，行走时的平均代谢功率为 
图10.六种不同执行器开启时间的平均代谢功率。当西装没有动力（被动）时以及当受试者没有穿着西装（没有西装）时的代谢能力也被提供以供参考。误差条代表
$ \ $下午 一次呼吸间标准偏差第六节
C 结论和 F ORURE W ORK我们在这里展示了我们认为的第一款工程软外套，与以前的外骨骼和可穿戴辅助设备相比，它大大降低了机械阻抗和惯性。我们描述了一种通过软元件矩阵与佩戴者接口的新方法，该软元件为致动器附着提供虚拟锚。这是通过不可伸展元件的三角网完成的，该网从所需的连接点跨越到身体的远端和近端区域，已知更容易接受更高的力。 试点评估证明了这种方法的有效性。与不穿西装的基线行走相比，以被动无动力模式穿着该套装对髋关节，膝关节和踝关节运动学几乎没有影响。我们观察到，当不正确地提供动力关节扭矩辅助时，其改变步态运动学并且发生代谢功率的不期望的增加。然而，通过适当调整致动器定时，外衣与佩戴者协同作用，导致运动学返回到接近基线状态，同时还使代谢功率最小化。具体而言，我们发现在步态周期的30％处使脚踝植物反射器致动器接合250ms导致步态运动学类似于正常步行或使用无动力套装行走时的步态运动学。此外， 虽然我们没有证明该套装可以让佩戴者更容易走路，但我们计划探索多种途径以进一步优化设备设计。虽然，致动器被设计成为佩戴者提供50％的辅助，但由于与佩戴者的界面中的一些固有的顺应性，这种情况不太可能。我们计划增加与执行器串联的传感器，以测量传递给软套装的实际力。这些数据将用于进一步优化界面的织带组件。此外，对于此处提供的试验性研究，仅在踝关节处进行致动，并且可以进行未来的研究以检查其他关节以及关节的组合的效果。在这里，我们提出了一个简单的基于时序的控 然而，具体来说，我们可以从生理角度检查那些相关的并且已经被证明是非常重要的[ 31 ]。 对该装置的全部参数进行的广泛研究超出了本文的范围，但我们认为这项工作为广泛的生物力学研究打开了大门，而以前对其他外骨骼的研究不具备对自然产生重大影响的研究。动力学和运动学。此外，我们注意到虽然这里没有进行统计分析，但第一个案例研究的趋势很有希望。未来的工作还将侧重于统计评估exosuit与更多人类受试者的功效。 这种新的范例首次提供了软可穿戴机器人的设计规则，制造方法和控制策略，可以协助各种形式的人体运动和相关活动。软机器人技术是一个新兴领域，它将经典的机器人设计和控制原理与活动的软材料相结合，实现了所提供设备的新型应用。在该系统中，通过设备固有的低重量和顺应性来促进共生的人机交互。本文的工作广泛适用于各种各样的可穿戴辅助设备，特别是可直接应用于DARPA根据BAA-11-72开发的下一代Warrior Web套装。最后，虽然我们在设备开发过程中考虑了健康的步态，该设计方法的其他应用包括协助老年人，儿童康复和脑瘫等疾病的成人。在这些应用中，系统有可能为有限的功能提供辅助，而不是增强健康的性能，而较小的力量有可能实现更大的性能变化。 脚注这项工作得到了Wyss生物启发工程研究所的支持。 参考1。D. Ferris和C. Lewis，“使用比例肌电控制的机器人下肢外骨骼”，在EMBC 2009，IEEE工程医学和生物学学会年会，2009年。
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