【科学时报】“善解人意”的机器人型假肢问世

2011-1-13 09:12 来源: 科学时报
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  当主人发出“内转”、“外转”等口令或者作出相应的“想象思维”时,机器人假肢能“心领神会”,做出如人所愿的动作,特别是当人将佩戴在头部的激光传感器的光束指向要操作的随机目标时,机器人型假肢的手部就会向该目标准确移动——近日,一种新型的机器人型假肢样机在青岛问世,这种机器人假肢可以采用脑电、语音和按键3种方式进行联合控制,使假肢各关节可实现同时动作、将手部移向目标。脑电、语言或按键控制方式可以任意切换,方便佩戴者在不同场合采用合适的方式进行操控。

  这项名为“机器人假肢与生物信息融合控制方式的研究”是由山东科技大学承担的山东省科技发展计划项目、青岛市科技计划项目。课题组经两年攻关,在我国高端假肢实用化技术研究领域实现突破,在生物信息融合控制机器人假肢的相关理论和应用上获得创新成果,为肢体残疾人康复服务的关键技术研究作出重大贡献。山东省科技厅组织的鉴定委员会一致认为:具有这种综合功能的机器人型假肢属于国内首台,其综合技术在同类研究中达到国际领先水平。

  据课题负责人樊炳辉介绍:“肩离断”残疾人由于整个上臂缺失,难以利用其他部位的信号来驱动绳索或肌电控制的机械假手,因此,“肩离断”残疾人现在使用的假肢几乎都没有生理功能代偿作用。在假肢研究中引入机器人、生物信息与模式识别、人工智能等技术,可以彻底摒弃过去对多自由度假肢只能进行串行作业的工作方式,使其可以在多种生物信号控制下实现示教再现和对随机目标的操作。新型假肢关键技术的突破,可为“肩离断”上肢残疾人提供一种可行的多自由度功能代偿假肢,也可为胳膊不能动的瘫痪病人或其他患者提供基本的生活料理服务。

  该机器人型假肢具有独特的、非常实用的可对随机目标实现操作的功能。假肢定位系统采用激光传感器对随机目标进行距离检测,用三维姿态传感器对佩戴者视线的三维空间角度进行姿态检测,以实现实时对随机目标的三维空间定位,然后借助先进的智能控制理论与控制方法,将假肢的手部引导向需要操作的目标。

  该项目研制的机器人型假肢的脑电信号和语言信号的识别与控制系统,具有辨识率高、响应命令快、控制灵活、可扩展性强、智能化等特点,系统具有很好的可扩展性,允许实验或增添更多的控制方式。