中國科大成功研發(fā)19自由度仿生靈巧手助力上肢截肢患者重建手部功能

小大

用微信掃描二維碼
分享至好友和朋友圈

關(guān)鍵詞：

2025-01-28 10:55:50 IT之家

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)工程科學(xué)學(xué)院和人形機(jī)器人研究院的研究團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)了一種具有19自由度的輕質(zhì)仿生靈巧手，這種手能夠復(fù)現(xiàn)人手級別的功能,。這項(xiàng)成果有望為全球上千萬上肢截肢患者提供手部功能重建與日常生活輔助，并應(yīng)用于人形機(jī)器人的靈巧操作,。相關(guān)研究成果發(fā)表在《Nature Communications》期刊上。

人手有23個(gè)自由度,，重量僅占人體總重量的大約1/150,，但其運(yùn)動功能卻占據(jù)了全身運(yùn)動功能的54%，是體現(xiàn)人類及人形機(jī)器人工作能力的關(guān)鍵部分,。然而,，現(xiàn)有的假肢手或人形機(jī)器人的靈巧手應(yīng)用面臨挑戰(zhàn),。傳統(tǒng)假肢手通常依賴電機(jī)驅(qū)動,，功率密度低，難以平衡自由度與重量。過重的手會令佩戴者感到不適,，而自由度較少的手只能實(shí)現(xiàn)有限的抓握動作,，遠(yuǎn)不及人手靈活。這些問題導(dǎo)致近一半的假肢手被用戶放棄使用,。

研究團(tuán)隊(duì)采用高功重比形狀記憶合金作為人工肌肉驅(qū)動,，設(shè)計(jì)了類肌腱傳動系統(tǒng)以放大驅(qū)動力并減少阻力。通過內(nèi)嵌23組傳感單元,，實(shí)現(xiàn)了關(guān)節(jié)精確控制,，并集成了38組帶有冷卻模塊的陣列式SMA驅(qū)動器，使得假肢靈巧手達(dá)到19個(gè)主動自由度,。這款假肢靈巧手重量僅為0.37千克,，具備與人手相當(dāng)?shù)牟僮髂芰Γ赏瓿墒犷^,、寫字,、握手、遞名片和下棋等精細(xì)任務(wù),，同時(shí)保證了佩戴舒適性,、高自由度和精準(zhǔn)控制。

此外,，該假肢靈巧手結(jié)合了語音識別技術(shù),，支持60種語言和20種方言，識別準(zhǔn)確率達(dá)到95%,，響應(yīng)時(shí)間達(dá)到毫秒級,，適合廣泛推廣。臨床測試中,，一位60歲的女性截肢患者僅用半天就熟練掌握了假肢靈巧手的使用,，完成了多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)假肢手功能評估實(shí)驗(yàn)中的代表性任務(wù)，如南安普頓手功能評估程序（SHAP）和沃爾夫運(yùn)動功能測試（WMFT）,。此外,，該假肢手還能操作剪刀、使用手機(jī)以及完成復(fù)雜的手語手勢,，重現(xiàn)了33種傳統(tǒng)的人手抓握動作,，并能完成6種新的高難度抓握動作。

該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金及安徽科技創(chuàng)新攻堅(jiān)計(jì)劃重大項(xiàng)目的資助,。

(責(zé)任編輯：于浩淙 zx0176)

關(guān)閉

中國科大成功研發(fā)19自由度仿生靈巧手 助力上肢截肢患者重建手部功能

相關(guān)新聞

今日熱點(diǎn)

頻道熱點(diǎn)

中國科大成功研發(fā)19自由度仿生靈巧手助力上肢截肢患者重建手部功能