意大利：智能假手

意大利研究人员最近期开发出一种新型智能假手，由神经系统控制假手，以提高患者使用假肢的效率和舒适度。传统假肢通常依赖于肌肉运动实施操控。如果使用者肌肉力量有限，可能无法使用假肢或只能使用假肢的少部分功能。在比萨市的圣安娜巴尔德拉研究中心，研究人员把新型智能假肢称作“电子手”。与传统假肢不同，“电子手”真正模拟手的运动方式，借助于安置在手臂内的电极由使用者自身神经系统实施控制。     

握取器握力自适应控制

为了使假手有握物感觉和具备握力自适应性，分析了人手握物过程以及感觉信息传递，提出在握取器握力控制中采用到人体的大闭环和到假手的小闭环联合控制方案，研制了用于检测指物之间触压觉和滑觉的微型传感器。在假手握物控制中，用触觉传感器进行握物状态识别，用压觉传感器跟踪检测握物时握力的大小，用滑觉传感器实现假手握力自适应控制。实验表明，假手握物过程拟人性好，响应快，握物稳定，可靠。本控制装置结构简单，体积小，可用于各种电动假肢及机器人握取器的握力自适应控制。     

拟人全臂假手逆向建模及运动模拟

应用三维造型软件CATIA对人体手臂点云进行逆向造型,满足了上假肢外观美容的要求。同时对建立的拟人全臂假手进行运动分析及运动控制算法研究,在CATIA/DMU Kinematics模块下进行运动模拟,为上假肢的运动方案和运动轨迹设计奠定基础。     

拟人多关节假手动力学的计算机模拟

本文主要讨论确定假手各关节转角(广义坐标)的变化规律,提出了一种反馈补偿算法。这种算法的实质是利用计算机来进行假手几何模型的数值求解。研究表明,该方法具有速度快、精度高等优点,可以广泛适用于不同参数、不同结构的假手计算。     

生物体模态测量与仿真

本文在分析生物体形状CAD/CAM系统的基础上,以假手模型为例,研究了其中的形状测量和形状处理两大部分,阐明了微平面近似法,自适寻的法和微观插值法的基本原理,结合生物体形状的特性,提出用点位测量方式测量生物体形状的方法,以及用累加弦长三次参数样条对测量点进行插值的算法.并在 TEK4109图形终端上重建了假手模型的形状.本研究对整形外科、康复医学工程、生物医学工程中的生物体模态测量与仿真,几何造型的三维重建,假肢接受腔与辅助器的设计制造及评价都有参考价值.     

哈尔滨工业大学研制出新一代仿人型假手

哈尔滨工业大学国家自然科学基金重点项目”新一代仿人型残疾人假手系统及理论的研究”近日通过结题验收。最新研制的“五指仿人型残疾人假手”样机具有力度和位置的感知功能，各手指能够独立驱动．可以让残疾人实现敲键盘的动作。     

5指仿人假手及模式识别控制的研究

基于生物机电一体化方法设计了带有感觉反馈功能的5指假手系统;假手本体具有类似人手的弧形掌面,通过耦合连杆机构实现5指的独立驱动,并在手指内部集成了力矩及位置传感器,从而有效提高了外观、运动形式的仿人性及操作的灵活性.以FSR传感器检测前臂肌肉压力信号为控制源,经过支持向量机SVM分类器实现手部运动模式的识别,采用相关系数与主成分分析相结合的方法优化了传感器的位置及数量,此外针对SVM以及最近邻法进行了10种运动模式的对比试验,结果表明手指的运动形式仿人度高,灵活性高,且SVM的识别成功率要高于近邻法.     

转子线圈短接与发条反力矩联合制动——兼论电动假肢传动系统的制动

本文研完电动假肢传动系统的制动问题。在对国内外一些电动假肢进行分析的基础上,提出了两类制动——“绝对制动”和“相对制动”——的概念,並侧重介绍了电动假肢肘关节传动系统中,作者所创用的“转子线圈短接与发条反力矩联合制动”的机电结合制动方式的原理及效果。     

具有触滑觉功能的肌电假手

研制了一种可以感知触滑觉的智能假手.传感器采用有机压电(PVDF)材料为敏感元件,在传感器外表面贴有点阵状结构的橡胶表皮.当假手接触到物体时,传感器产生一个阶跃响应;当物体滑动时,导致点阵状结构表皮振动,产生交变的滑动响应信号.这样传感器可以检测并判断出触觉和滑觉信号.这种利用交变压电信号来判断滑动的方法,简单易行,反馈实时性高.实验表明,安装有这种传感器的假手可以安全地握取易碎或者比较柔软的物体,克服了传统假手的弊端,提高了仿生性能.     

神经假肢手的感知反馈重建技术及应用

 重建假肢手的感知反馈功能是当前神经康复工程的重大挑战之一。从触觉感知的神经基础、重建技术分类及其应用等方面，综述了神经假肢手人机交互技术的进展。功能性电刺激是常用的神经调控技术，可用于刺激大脑皮层、外周神经及皮肤感受器等，达到重建感知功能的目的，并已取得一些重大技术突破和临床应用。基于诱发指感的表面电刺激技术可形成一种非侵入神经接口，结合神经移植再造感知功能，有很好的应用前景。关键词神经假肢手；感知反馈技术；电刺激     

前臂假手仿人手指机构分析与综合

本文阐述了作者进行肌电控制前臂假手机构分析和人手运动轨迹模拟实验研究成果。文章所讨论的方法可以作为假手手指机构设计的基础,并可为进一步研究假手机构动力学和性能评价提供必要的资料。此外,它还可以用于机器人手机构研究领域。     

踝关节假肢的机械结构设计

踝关节假肢的研究是当今假肢研究领域的关健技术之一。本文从生物力学、解剖学和生理学角度出发,分析了踝关节在行走过程中的步态运动规律、受力特点和生理功能。此外,基于仿生学原理,设计了踝关节假肢的机械结构,完成了假肢产品开发和生产的前期工作。     

基于长短期记忆网络的解码器设计及闭环脑机接口系统构建

随着脑机接口技术的发展,该技术在残疾人肢体功能恢复等方面应用越来越广泛。首先,在简介经典单关节信息传输模型基础上,设计并训练基于长短期记忆网络的解码器,代替原有脊椎电路通路将大脑信号传递给假肢;其次,为了在感觉反馈通路缺失时,仍能准确地恢复肢体运动功能,结合基于无模型控制策略设计的辅助控制器,构建闭环脑机接口系统,实现恢复关节活动障碍者缺失的感觉反馈通路从而实现跟踪期望轨迹的目的。由仿真可知,基于长短期记忆网络设计的解码器的离线解码效果良好。构建的闭环脑机接口系统对期望轨迹的跟踪以及缺失信息通路的恢复的结果验证了无模型控制辅助控制器良好的控制性能以及构建的闭环脑机接口系统的有效性。     

人体下肢假肢发展概况

介绍了人体下肢假肢技术的发展历史、研究现状、应用情况及未来的发展状况，着重阐述了现代假肢技术的构成及假肢膝关节的控制技术。     

基于数据驱动的闭环脑机接口设计

基于神经元峰电位的植入式脑机接口开展相关研究,通过搭建大脑皮层仿真模型,并在控制理论分析的基础上进行自发单关节运动任务。使用自适应维纳滤波器完成神经元放电活动的线性解码器设计。通过分析发现在视觉反馈信息缺失时,解码器性能严重下降。针对此问题,使用基于数据驱动算法的紧格式无模型控制算法产生刺激信号来刺激仿真大脑皮层感觉区神经元,使其跟踪存在感官反馈时感觉区神经元的放电活动。由于感觉区神经元放电信息的恢复,解码器在感觉反馈信息缺失时的性能也得到了恢复。最后,通过仿真验证了基于数据驱动算法的人工感官反馈有效性,并与整定的PID控制算法对比,结果验证了本文设计的闭环系统的有效性。     

上臂假肢的智能控制

上臂假肢系统是一个复杂的人一机系统。本文讨论了上臂假肢及其控制的特点。提出了以伺服级、协调级、组织级构成的三级上臂假肢智能控制系统。仿真实验研究表明，该系统能实现预期的功能，减轻了截肢者的智力负担。     

警惕电子政务沦为"电子政误"

如果在政府网站上。只问网民“您最满意的是什么”,而不去问“您最不满意的是什么”．那么,给人的感觉只能是“政府在作秀”——只愿听群众的表扬．不愿听群众的批评,或者只见“群众来信”,不见“政府反馈”,更不见“政府行动”。可以说,这样的政府网站．并非提供了一个新的服务平台,而仅仅是流于所谓的“面子工程”。[编者按]     

肌电特征发现与肌电康复研究

肌电特征发现与肌电康复研究胡天培（康复工程研究所）１９７８年以来，在开展肌电控制假手研究中，作者对人体肌电进行了多方面的实验研究和探讨［１］，首次发现频谱分析揭示的人体肌电特征．对肌电假手适用面的实验结果表明，仅有约占受试前臂残肢者３０％～４０％左右...     

基于弹性铰链的仿人型肌电假手设计

截肢患者需要外形与人手相似、重量轻、体积小,并且具有人手大部分抓取功能和适当操作功能的假手,基于对人手骨骼结构和功能的分析,提出了一种仿人型肌电假手设计.该假手具有5只手指和4个自由度,分别由4个独立的驱动器进行控制;手指的关节基于弹性铰链进行设计,相邻的指骨间通过螺旋弹簧连接;除拇指外,每只手指均为单自由度,关节之间的运动通过腱驱动耦合实现;驱动系统设计安装在手掌内,具有紧凑的结构,对各个手指的运动灵活控制.通过对手指的运动学分析以及对假手功能的模拟证实,该假手能够实现日常生活中大部分的手势和抓取功能.     

奥索团队在北京残奥会上再创佳绩

在9月17日闭幕的北京残奥会上，由来自世界各地的顶尖残奥选手组成的奥索团队一举夺得11枚金牌、6枚银牌和4枚铜牌，其中尤以独获3枚金牌、被誉为“刀锋战士”的南非选手奥斯卡·皮斯托瑞斯（Oscar Pistorius）最为抢眼。他那黑色的特有的运动假肢成为一大亮点，就是这个运动假肢，使“刀锋战士”犀利无比。只要他一出场，便会引起鸟巢里最热烈的欢呼。