智能人形假肢研究獲新進(jìn)展

由哈爾濱工業(yè)大學(xué)儀器科學(xué)與工程學(xué)院儀器科學(xué)與技術(shù)專業(yè)電測(cè)技術(shù)及智能控制研究所孫金瑋教授和他的團(tuán)隊(duì)成員曹天傲、劉丹、王啟松、白鷗等人完成的一項(xiàng)課題“用于仿生機(jī)械手的可穿戴便攜式實(shí)時(shí)控制手勢(shì)識(shí)別系統(tǒng)”在線發(fā)表在最新一期國(guó)際權(quán)威專業(yè)期刊《物理學(xué)雜志》上，同時(shí)被收錄于英國(guó)皇家物理學(xué)會(huì)期刊平臺(tái)科學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)中。

專家評(píng)價(jià)指出，這一理工醫(yī)相結(jié)合的科研成果在傳統(tǒng)假肢控制的基礎(chǔ)上，改進(jìn)并建立了一種基于模式識(shí)別算法的可穿戴手勢(shì)識(shí)別系統(tǒng)，以對(duì)仿生機(jī)械手進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，為方便截肢者的日常起居和人際交往提供了更加有效的輔助手段。劉丹為該論文的通訊作者，曹天傲為第一作者。

孫金瑋教授課題組反復(fù)探索，建立了一種基于模式識(shí)別算法的可穿戴手勢(shì)識(shí)別系統(tǒng)，旨在對(duì)仿生機(jī)械手展開(kāi)實(shí)時(shí)操控。在這項(xiàng)研究中，科研團(tuán)隊(duì)提高了信號(hào)采集和處理每個(gè)步驟的準(zhǔn)確性；通過(guò)分析肌電信號(hào)的機(jī)制和特征，確定了需要識(shí)別的手勢(shì)、肌肉區(qū)域、電極數(shù)量和放置位置。他們還自行開(kāi)發(fā)了采集設(shè)備，用于捕捉前臂肌電信號(hào)，并同步去除噪聲，截取數(shù)據(jù)進(jìn)行分段分析、特征提取與手勢(shì)分類。

論文第一作者曹天傲博士說(shuō)，以上可穿戴便攜式實(shí)時(shí)控制手勢(shì)識(shí)別系統(tǒng)，為今后患者康復(fù)、日常生活及人際溝通搭建了“橋梁”，減輕了因殘障而導(dǎo)致的自卑和失落，避免歧視，進(jìn)而重新塑造了肢體功能，實(shí)現(xiàn)了自如的動(dòng)作表達(dá)，像正常人一樣回歸社會(huì)。同時(shí)，也為工業(yè)機(jī)械手多功能操作及輔助機(jī)器人訓(xùn)練動(dòng)作多樣性，拓展了新思路。

考慮到人手實(shí)際需要與假體的深入開(kāi)發(fā)，孫金瑋教授課題組計(jì)劃還將進(jìn)一步豐富待識(shí)別的動(dòng)作并增強(qiáng)動(dòng)作識(shí)別準(zhǔn)確率，真正保證患者能夠隨心所欲進(jìn)行手部動(dòng)作，解決原有肢體缺失帶來(lái)運(yùn)動(dòng)受限的棘手難題；同時(shí)應(yīng)用到工業(yè)機(jī)械手、機(jī)械臂、輔助機(jī)器人、外骨骼等，使產(chǎn)品更加多樣性和普及性。