中国科学报
25-02-26 15:30 微博认证:《中国科学报》官方微博

【19自由度假肢灵巧手问世,复现人手级运动能力】
捏针、用剪刀、拉拉链、刷手机,还能打字、下围棋……近日,中国科学技术大学教授张世武及合作者成功研发了一套具备19自由度的轻质仿生灵巧手,能复现人手级别的功能。相关研究成果日前发表于《自然-通讯》。

论文通讯作者张世武介绍,“19自由度假肢灵巧手不仅能提高人形机器人的灵巧操作能力,还有望为全球千万上肢截肢患者提供手部功能重建与日常生活辅助服务。”

张世武多年从事仿生机器人研究。此次研究团队历时7年半,经过多个版本的迭代和优化,成功研发出19自由度假肢灵巧手,为实现灵活性和可穿戴之间的理想平衡提供了有效思路。

张世武介绍,这款灵巧手有很多优势:一是非常轻,总重370克,佩戴舒适。同时也具备较强的抓握能力,最大负载达2.5千克,满足患者日常所需。

二是具备语音交互能力。研究团队与科大讯飞语音识别技术结合,让灵巧手具备了简单、友好且低成本的人机交互能力,支持60种语言和20种方言,具备95%的识别准确率和毫秒级的响应时间。

“传统假肢灵巧手通过采集患者皮肤表面的肌电信号来识别患者的运动意图。这种肌电技术容易受患者出汗、肌肉疲劳等因素的干扰,需要反复标定。”张世武说,语音识别技术可以支持患者直接与灵巧手“对话”,将运动意图通过语音输入到灵巧手中。这种方式操作简单、普适性强,极适用于在截肢患者中普及。

在临床测试中,一名60岁女性截肢患者仅用半天时间便熟练掌握该假肢灵巧手的使用,成功完成了抓握、翻书、系扣等日常生活常见操作。

值得一提的是,该假肢灵巧手还展现了操作剪刀、使用手机以及复杂手语手势的能力,精准复现了传统的33种人手抓握动作。此外,为提高假肢灵巧手的灵活性,研究团队又增加了6种更高难度的抓握动作,比如抓握乒乓球拍、夹取棋子等。http://t.cn/A61lrIn5