Hierarchical adaptive impedance control for hip joint in rehabilitation exoskeleton (2026)
- Authors:
- Autor USP: GUTARRA, RICARDO HERNET TERREROS - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEM
- DOI: 10.11606/D.18.2026.tde-23032026-154853
- Subjects: MEMBROS INFERIORES; QUADRIL; REABILITAÇÃO; MARCHA; ROBÓTICA; CONTROLE ADAPTATIVO; LÓGICA FUZZY; FILTROS DE KALMAN
- Keywords: atuador elástico em série; controle por modos deslizantes; exoesqueleto de quadril; marcha bilateral
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: Esta dissertação apresenta o projeto, implementação e validação experimental de uma arquitetura hierárquica de controle adaptativo para a articulação de quadril em exoesqueleto de membros inferiores com atuador elástico em série, destinado à reabilitação robótica de marcha. O sistema integra cinco camadas operando em tempo real: estimação de estados mediante filtro de Kalman com fusão sensorial (RMSE = 0.94 rad/s, redução de ruído >65%), controle robusto de torque por modos deslizantes (RMSE = 0.0213 Nm, erro <2% em regime permanente), controle de impedância com linearização por realimentação (RMSE = 2.18° em trajetórias de marcha), e adaptação mediante lógica fuzzy tipo Sugeno com 25 regras modulando rigidez (4.5-25.0 Nm/rad) segundo fase de marcha e erro de seguimento. A validação experimental progressiva sobre plataforma física demonstrou precisão de seguimento de 2.20° (RMSE) em operação bilateral coordenada com simetria de 0.08° entre extremidades, confirmando viabilidade técnica da arquitetura proposta. Os resultados evidenciam que integração sinérgica de estimação precisa, controle robusto de torque e impedância adaptativa proporciona assistência efetiva à marcha, estabelecendo fundação sólida para progressão rumo à avaliação clínica piloto com pacientes
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2026
- Data da defesa: 20.01.2026
- Status:
- Nenhuma versão em acesso aberto identificada
-
ABNT
GUTARRA, Ricardo Hernet Terreros. Hierarchical adaptive impedance control for hip joint in rehabilitation exoskeleton. 2026. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2026. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18162/tde-23032026-154853/. Acesso em: 12 abr. 2026. -
APA
Gutarra, R. H. T. (2026). Hierarchical adaptive impedance control for hip joint in rehabilitation exoskeleton (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18162/tde-23032026-154853/ -
NLM
Gutarra RHT. Hierarchical adaptive impedance control for hip joint in rehabilitation exoskeleton [Internet]. 2026 ;[citado 2026 abr. 12 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18162/tde-23032026-154853/ -
Vancouver
Gutarra RHT. Hierarchical adaptive impedance control for hip joint in rehabilitation exoskeleton [Internet]. 2026 ;[citado 2026 abr. 12 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18162/tde-23032026-154853/
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