低成本自适应仿人假肢手设计

中国肢体残疾患者数量巨大,佩戴智能仿生假肢是改善和提高患者日常生活活动能力的重要手段之一.针对目前商业化多功能假肢手价格昂贵、实用性低,单自由度假肢手功能单一等缺点,提出了一种低成本自适应假肢手的设计,兼顾假肢手的成本、功能与外观.该假肢手仅用单个电机驱动,完成力量抓取、精确抓取、侧捏这三种日常生活活动能力中最常用的手部动作,并且其手指在一定程度能自适应被抓取物体的形状,增强抓取动作的稳定性.通过理论分析与软件仿真,证实了所设计的新结构假肢手能完成预定的动作.本研究能为后续假肢手的生产使用奠定基础.     

兼顾多动作与轻量化的仿生假肢手设计创成

假肢手的动作数量与轻量化之间存在矛盾关系,为兼顾两者之间的平衡,满足假肢手多动作和轻量化的要求,该研究通过分析人手的16种日常抓取动作,设计了一种合理的电机驱动结构。该结构在四指中应用了多关节同时屈曲传动,在拇指中应用了定轨迹适应性传动,掌骨使用可自动切换为弧面和平面的对称弹性串联驱动式传动,以及配置五指的自动伸展,将这些机能融合在假肢手中,仅用3个电机实现了11 种假肢手动作,达到了132.1 g的轻量化设计。该文还通过肌电信号结合神经网络算法,实现了假肢手直觉控制,并验证了其具有良好的抓取稳定性和操作性。     

人机智能协同在医疗康复机器人领域的应用

生物智能(人类智能)和人工智能(机器智能)各有所长,具有很强的互补性。借助各种人—机接口技术和方法,将生物智能和人工智能结合起来,使它们优势互补、协同工作,从而产生更强大的智能形态,并将孕育出重大的理论创新和技术方法突破。首先介绍了人机智能协同的主要研究方向、关键科学问题和主要研究内容,之后对人机智能协同在服务、医疗和康复机器人领域的应用及推动作用做了进一步介绍,最后分析了应用存在的可能问题和挑战并做出总结。