南科大設(shè)計(jì)了一款上肢雙臂康復(fù)機(jī)器人 大腿截肢患者的福音
根據(jù)全國殘疾人抽樣調(diào)查數(shù)據(jù),我國肢體殘疾人數(shù)超過了2000萬。如何幫助肢體殘疾人士積極康復(fù),提升他們的生活質(zhì)量?南方科技大學(xué)在高交會(huì)上亮相的兩個(gè)項(xiàng)目,將目光投向了這個(gè)領(lǐng)域。
機(jī)械與能源工程系兼職教授郭帥團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一款上肢雙臂康復(fù)機(jī)器人。機(jī)器人由7個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)組成的冗余機(jī)械臂,和人體上肢的自由度一致,同時(shí)通過Motion Capture System實(shí)時(shí)捕捉患者上肢手臂的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),并將上肢運(yùn)動(dòng)的六維空間信息輸出至增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備主要用來構(gòu)建三維游戲場景,增加患者在康復(fù)訓(xùn)練過程中沉浸程度。相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴記者,這個(gè)項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)在于加入了力場鏡像新型控制策略,患者在康復(fù)過程中如果出現(xiàn)病態(tài)運(yùn)動(dòng)狀態(tài),會(huì)被及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正。
而對(duì)于下肢殘障者來說,雖然假肢的制造技術(shù)已經(jīng)日益成熟,但傳統(tǒng)假肢感知性差,且容易給殘障人士帶來二次傷害。南科大機(jī)械與能源工程系副教授付成龍課題組設(shè)計(jì)的“機(jī)器人化動(dòng)力大腿假肢”就解決了殘障人士在各種路況下自然、高效行走的難題。該團(tuán)隊(duì)從人體行走特性和與之匹配的行走驅(qū)動(dòng)等多方面創(chuàng)新,提出基于深度相機(jī)、肌電信號(hào)和壓力傳感器等多傳感器的行走環(huán)境識(shí)別和人體運(yùn)動(dòng)意圖估計(jì)方法,建立適合個(gè)體運(yùn)動(dòng)特征的個(gè)性化生肌電協(xié)調(diào)控制原理,研發(fā)出機(jī)器人化智能動(dòng)力大腿假肢,進(jìn)而幫助大腿截肢患者恢復(fù)正常行走能力,擴(kuò)大運(yùn)動(dòng)范圍。
據(jù)介紹,這個(gè)大腿假肢與傳統(tǒng)假肢相比,最大的突破在于可以通過傳感器捕捉周圍環(huán)境,并對(duì)使用者進(jìn)行意圖預(yù)測,從而進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制,實(shí)現(xiàn)更靈活、更平穩(wěn)的行走。該項(xiàng)目的研究成果有望填補(bǔ)市場空白,使數(shù)以萬計(jì)的大腿截肢患者受益。