基于动作捕捉的踝关节动力矫形器外骨骼开发-度量科技

人体的踝关节可以帮助保持平衡、吸收冲击、为步态提供推进力，在人类步态循环中起到至关重要的作用。但是中风、肌肉萎缩症或其他神经损伤的患者通常会由于跖背肌无力而出现运动障碍。

踝关节矫形器（ankle–foot orthosis，AFO）是一种用于矫正患者脚踝不正的穿戴式医疗设备。合肥工业大学的研究人员开发了一种用于踝关节康复的踝关节矫形器外骨骼，由电机串联柔性驱动器为踝关节背屈和跖屈方向提供助力。该外骨骼由串联弹性驱动器（SEA）驱动，带有磁流变制动器（MR），在能量收集模式下工作，SEA的电机可以产生电能，在踝关节康复阶段提供电能。

基于动作捕捉的踝关节动力矫形器外骨骼开发

为了对开发的踝足矫形器机器人进行性能评估，以5名健康受试者为实验对象进行行走实验。共进行四组条件下的实验：

1）不佩戴AFO

2）佩戴AFO但不启动

3）佩戴并启动AFO，但不使用磁流变制动器

4）佩戴并启动AFO，使用磁流变制动器

踝足矫形器机器人性能评估实验

在第一组实验中，受试者以正常步态行走，运动中不佩戴AFO，为了准确获取过程中踝关节的运动数据，在受试者的下肢粘贴反光标识点，利用场地中布置的NOKOV度量光学动作捕捉系统进行采集。第二、三、四组实验佩戴AFO，利用AFO的传感器获取数据。

踝足矫形器机器人性能评估实验结果数据

实验结果如图所示，实验结果表明，踝关节矫形器外骨骼可以在受控跖屈(CD)阶段制动穿戴者的脚踝跖屈并收集能量，在耗能跖屈(PP)阶段为穿戴者身体向前推进提供跖屈扭矩，并在摆动阶段保持趾步间隙。该外骨骼可以有效为踝关节背屈和跖屈方向提供助力.

踝足矫形器机器人性能评估实验结果数据

实验结果：(a) CD阶段的平均踝关节角速度，(b) CD 阶段的平均功率，(c) PP 阶段的平均踝角位移，(d) 摆动阶段的平均踝角

参考文献：Chen B, Zi B, Wang Z, et al. Development of Robotic Ankle–Foot Orthosis With Series Elastic Actuator and Magneto-Rheological Brake[J]. Journal of Mechanisms and Robotics, 2021, 13(1).

原文链接： https://asmedigitalcollection.asme.org/mechanismsrobotics/article-abstract/13/1/0110

双层LSTM光纤形状实时重建，NOKOV度量动捕提供高精度三维真值

中科院深圳先进院刘奂奂团队基于 NOKOV度量动作捕捉系统，提出面向微创手术导航的双层LSTM光纤形状重建方法。NOKOV获取光纤标记点高精度三维坐标，作为模型训练真值，并验证动态重建精度与稳定性，助力实现FBG光谱到光纤三维形状的端到端实时重建。

面向机器人多接触操作的视觉-触觉-位姿数据采集系统

机器人多接触操作的数据采集，难点不只是记录动作，而是同时获得可用于训练的视觉、触觉和位姿轨迹。香港大学、上海创智学院李弘扬团队在 ICRA 2026发表论文，提出一种无需机器人参与的视觉-触觉数据采集系统 FreeTacMan。该研究中，NOKOV 度量光学动作捕捉系统用于采集手持夹爪的高精度 6D 位姿，并与视觉、触觉和夹爪开口宽度同步记录，为机器人复杂接触操作策略学习提供多模态数据基础。

浮体运动如何精准测量？NOKOV度量动作捕捉助力浮动式多模块系统连接器失效安全验证

浮动式多模块系统是海洋工程领域的重要结构形式，其安全性受到连接器失效影响。中国海洋大学团队基于波浪水槽物理模型实验，利用NOKOV度量动作捕捉系统获取浮体模块运动数据，并结合数值模拟分析连接器失效后的动力响应变化。

室外环境下磁吸式巡检机器人动作捕捉

四川大学伍剑波教授团队采用NOKOV度量抗日光版动捕镜头，在室外获取磁吸式巡检机器人在垂直立面上爬行的高精度位姿数据。