脑瘫步态康复机器人研究进展

脑瘫步态康复机器人可以克服传统步态康复手段治疗师人数、精力、经验不足等缺点，提供持续、高特异性和高强度的康复辅助治疗。本文总结了初步临床的脑瘫步态康复机器人的研究现状，并探讨了相关技术的不足与发展方向。首先，对脑瘫病理特点、运动症状和传统康复手段的不足进行了介绍。然后，对14款典型脑瘫步态康复机器人从机械结构、病例特性及临床实验设计等3个方面进行综述。进而，从脑瘫步态康复机器人的设计思路、整体结构、辅助形式和辅助关节以及临床试验的受试者、辅助策略、实验设计和临床评估等方面讨论分析了现有研究的局限性，并对相关技术的发展趋势进行展望。     

上肢康复训练机器人的研究进展及前景

利用机器人技术进行康复训练是康复治疗的重要手段之一。依据康复医疗训练机器人技术的发展意义及社会需求，结合该领域的研究背景、发展现状及趋势，回顾了国内外近些年来的研究进展和主要研究成果，分析了本地上肢康复训练机器人、基于网络的康复训练机器人和基于虚拟环境的康复医疗训练机器人的系统构造及其应用，着重介绍了一对多力觉辅助远程康复训练机器人系统的设计与特点，指出了待解决的问题，并分析了上肢康复医疗训练机器人在机械设计、控制器设计、力觉辅助、多路复用及评价策略等方面的发展趋势。     

可穿戴式下肢外骨骼康复机器人研究进展

对于脊髓损伤、脑损伤等因素导致下肢运动障碍的患者,利用下肢外骨骼康复机器人可在患者损伤早期进行精准康复,并在康复过程中优化康复策略。本文详细对比了下肢外骨骼康复机器人相比于传统康复方法的优势,并结合国内外研究现状阐述了不同外骨骼机器人的设备特点及应用场景,详细分析了机器人的驱动方式、控制系统以及训练模式等关键技术。最后,着重探讨了下肢外骨骼康复机器人未来发展所面对的挑战,并针对机械结构优化、驱动算法优化、康复流程智能化、基于虚拟现实技术的应用场景优化及康复效果评估等5方面提出了可行的探讨,对下肢外骨骼康复机器人未来的技术发展趋势作出可行分析。     

基于情绪感知的机器人辅助主动康复训练任务控制方法

在现有机器人辅助康复训练过程中,患者与康复机器人之间的交互控制主要以感知患者主动"运动"参与为主,未能考虑患者"心理"层次的主动参与,具有一定的局限.针对此问题,以康复训练过程中患者挫败、兴奋及厌烦为目标情绪状态,提出一种基于情绪感知的机器人辅助主动康复任务控制方法.该方法首先提取机器人辅助主动康复过程中患者目标情绪生理响应及性能数据特征;其次,基于径向基核的支持向量机设计目标情绪分类器,并研究与患者目标情绪变化相一致的机器人辅助康复任务自适应控制方法;最后,运用Barrett公司4自由度WAM^{m TM}康复机器人构建试验系统平台,选取12例临床脑卒中患者,对方法有效性进行试验验证.     

帕金森病康复机器人研究综述与展望

总结了目前帕金森病康复机器人的研究现状，并探讨了相关技术的未来发展方向。首先，通过与脑卒中对比，重点介绍帕金森病的病理特点、运动症状、康复机理和治疗原则。然后，从上肢运动康复、下肢运动康复、震颤抑制以及病情评估等4个方面对目前帕金森病康复机器人及相关技术进行综述。进而，讨论分析了现有研究的局限性，并对机器人辅助帕金森病康复技术进行展望。特别指出，基于帕金森病的病理特点和康复机理，需要着重突破“脑—肌—肢”协同的专病康复技术。     

康复辅助机器人及其物理人机交互方法

面对中国社会快速老龄化现状和庞大的残疾人群,康复辅助机器人研究具有重要学术价值和广阔的应用前景.康复辅助机器人研究涉及神经科学、生物力学、机器人自动控制等领域知识,是机器人最具挑战性和最受关注的研究领域之一.与其他机器人不同,康复辅助机器人的作用对象是人,存在人与机器人的信息交流和能量交换,物理人机交互控制方法是其研究核心和关键技术.本文以神经康复机器人、穿戴式外骨骼、智能假肢等应用为例,介绍当前的研究现状,并重点介绍人体运动意图识别方法和交互控制方法等研究重点和难点.最后展望该领域的未来技术发展方向.     

康复机器人与智能辅助系统的研究进展

我国正面临日益严重的老龄化问题和数量庞大的残疾人群,康复机器人与智能辅助系统的研究开发和应用有望为解决养老、失能辅助和康复问题提供部分技术手段.康复机器人与智能辅助系统涉及医学、信息、机械、电子、材料、力学等多个学科领域,其研究与开发也面临诸多挑战和困难,本文从“康复机器人及多种康复训练模式”、“智能辅助系统与生机电技术”、“康复与辅助相关的多模态传感与控制方法”、“外骨骼和可穿戴系统、智能假肢与人机安全性”等方面介绍和讨论康复机器人和智能辅助系统的问题和研究进展,以期为未来康复机器人和智能辅助系统的研究与开发提供些许借鉴.     

银发科技时代（三）服务机器人辅助老年人生活——保健康复

随着我国老龄化进程的加深,我国的老年人数量将迅速上升,如何照料这些老年人将成为亟待解决的一大社会难题。采用智能护理床、中医按摩机器人、助行康复机器人和老年人智能空间中的信息辅助平台等高技术装备辅助老年人的保健康复,构想了未来老年人新的生活模式,并阐述了使用服务机器人辅助老年人生活的可行性。     

服务机器人辅助老年人生活——保健康复

随着我国老龄化进程的加深,我国的老年人数量将迅速上升,如何照料这些老年人将成为亟待解决的一大社会难题。采用智能护理床、中医按摩机器人、助行康复机器人和老年人智能空间中的信息辅助平台等高技术装备辅助老年人的保健康复,构想了未来老年人新的生活模式,并阐述了使用服务机器人辅助老年人生活的可行性。     

基于混杂理论的机器人辅助康复治疗控制方法

现有机器人辅助康复治疗控制方法大多是分别从机器人连续变量运动控制或医师离散事件决策控制角度设计控制器,未能将系统这种混杂特性融于统一框架内,具有一定的局限.为更好解决上述问题,本文在分析机器人辅助康复过程的连续与离散混杂特性的基础上,以渐进抗阻肌力训练过程为例,提出一种基于混杂理论的机器人辅助康复治疗控制方法.该方法通过定义肌力训练过程中离散系统控制状态、控制输出向量及连续系统状态转换产生的离散事件,设计了基于混杂自动机的离散事件决策控制器.临床实验结果表明,混杂系统理论应用于机器人辅助康复过程具有较好的有效性和实用性.     

机器人辅助运动功能康复中的控制和评估策略

本文介绍用于运动功能康复的辅助机器人系统并论证其可行性。文章分析其区别于传统工业机器人的技术难点和特点；总结现有辅助康复训练的控制策略和评估策略种类；最终提出新的基于BCI和三维上肢运动检测的控制和评估策略。     

SMA丝驱动的手指康复机器人设计及实验研究

为了研制一种轻便、可穿戴的仿生手指康复机器人,在分析手指肌肉骨骼生物参数及致动机理的基础上,设计了一种形状记忆合金丝(Shape Memory Alloy, SMA)驱动的软体柔性手指康复机器人,建立了其运动学和力学模型。以手套为结构设计的原型,通过控制SMA丝的收缩来模拟手指肌肉肌腱的收缩,从而实现辅助手指屈曲伸展运动的功能。试验研究了手指康复机器人的运动性能和抓握性能。试验结果表明,手指柔性康复机器人最大弯曲角度接近正常人手关节角度,最大指尖力可达18N,能完成日常所需的屈曲伸展以及抓握功能。     

一种外骨骼辅助康复机器人设计与实现

随着我国社会老龄化程度加深及各种意外伤害事故频发,下肢运动障碍患者持续增加,各种辅助康复机器人技术迅速发展;为帮助患者改善下肢运动功能,设计了一种基于TI高性能处理器的四自由度下肢外骨骼康复机器人,采用分布式控制系统结构,以组态屏为上位机,各关节驱动采用驱控一体化模块,使用C++语言编写机器人控制程序。通过实物样机实验,康复机器人可辅助患者完成正常步态行走、起立、坐下等基本功能,具有操作简便、结构轻巧、控制精度良好、成本较低等优点。     

医疗机器人发展概况综述

近年来，医疗机器人成为机器人领域研究热点之一．本文详细介绍了外科手术 机器人、康复机器人、医院服务机器人等在国内外的研究及应用现状，并探讨了今后的发展 方向．     

具有手指外展辅助功能的康复机器人系统

手指外展是改善脑卒中患者手部功能最重要的运动之一,目前国内外柔性手部康复机器人的研究主要聚焦在手指的屈伸上,忽略了手指完全外展的重要性。为实现更好的康复效果,研制了一款具有手指外展辅助功能的康复机器人系统。基于热塑性聚氨酯(TPU)薄膜涂层织物设计了一种新型外展驱动器。推导出外展驱动器一般力学方程,以表征其输出力矩与几何参数和内部气压的函数关系。性能分析结果表明,该驱动器可以在较低的气压下提供足够的外展力,具有辅助手指外展的可行性。招募了10名健康受试者进行日常生活活动(ADL)实验,在肌电信号监测下,验证了外展驱动器的辅助作用。此外,提出的康复系统将手部康复机器人与多功能被动训练模式相结合,通过配套软件,为脑卒中患者提供了更高效的康复训练。     

基于外骨骼的可穿戴式上肢康复机器人设计与研究

为辅助对患肢进行高强度标准化康复训练工作,研制了一种基于外骨骼原理的可穿戴式4自由度上肢康复机器人.该康复机器人可实现肩关节水平方向外展/内收、竖直方向上摆/下摆和旋转运动以及肘关节的屈/伸运动.首先根据康复医学原理确定出人手臂各关节的运动角度范围,并在确保驱动力矩最小的原则下进行结构设计.然后,对各结构进行了运动学与动力学仿真分析,并据此对结构进行优化.最后,设计了康复机器人在连续被动康复运动(CPM)模式下的控制系统.实验结果表明,此结构方便穿戴于人体,机器人的运动自由度与人体运动自由度同轴,能有效地对患肢前、后臂各部位进行支撑和牵引,精确地施加牵引力于上肢的各关节.     

康复机器人上肢传递系统的周期稳态与自主控制

研究康复机器人上肢传递系统的周期稳态和自主控制.运用计时事件图和极大–加代数方法,建立康复机器人上肢传递系统的数学模型,给出传递系统的周期计算公式、周期稳态的扰动估计范围和自主控制策略,并分析周期稳态相对于参数扰动的鲁棒性.周期稳态的扰动估计可用于提高上肢康复机器人工作的精确性和柔顺性,而自主控制策略有益于保证上肢康复机器人工作的实时性和安全性.扰动估计和自主控制方法易于计算,并有助于上肢康复机器人传递运动智能辅助系统的设计、控制和优化.     

下肢康复机器人的研究进展与临床应用

社会老龄化进程中,由于疾病或事故导致下肢受损的患者越来越多,患者的运动能力康复变得尤为重要.相对于传统的物理康复治疗方法,利用下肢康复机器人进行运功功能康复训练可以准确评估、大幅改善康复效果,提高康复效率,节约医疗康复资源.作为一种涉及康复医学、机械学、控制学、机器人学、计算机学及人工智能等诸多学科的智能仿生机电设备,下肢康复机器人按照患者的康复作业姿态主要分为坐卧式下肢康复机器人和站立式下肢康复机器人.其中坐卧式下肢康复机器人可以分为脚踏板式和外骨骼式机器人,站立式下肢康复机器人分为悬挂减重式和独立可穿戴式机器人.本文调研了国际上应用较为广泛的几类下肢康复机器人的代表性产品,详细分析了下肢康复机器人的主被动自由度、驱动方式、传动关节、感知技术、运动控制策略和训练模式等关键技术,并对各类机器人典型临床测试案例进行了比较和探讨,对下肢康复机器人未来的技术发展做出展望.     

康复机器人及其临床应用综述

对康复机器人及其临床应用研究进展进行了综述,从运动障碍康复机器人和认知障碍康复机器人方面对康复机器人进行了归纳总结,并针对每项技术提出了一些发展趋势的展望.最后以脑卒中患者的临床康复为例介绍了康复机器人在其康复训练中的临床应用案例及其发展趋势.     

科远与东大机器人研究所签署合作协议

日前,南京科远自动化集团股份有限公司与东南大学仪器科学与工程学院机器人传感与控制技术研究所（简称“东大机器人研究所”）签订康复机器人技术产学研合作协议书。本次产学研合作协议研发内容主要为：上肢康复训练机器人、外骨骼步行训练康复机器人以及面向社区及家庭康复的辅助产品技术与产品等,最终目标为完成产品的研发、产品的测试工装及自动化生产线的前期设计,具备规模化生产条件。