尊重残疾人是社会进步的标志。仿生假肢的使用,将使残疾人的生活质量和社会参与能力得到很大提高。仿生假肢的研究以仿生能力拟人化为主要目标,用截肢者自身的肌电信息控制电动假肢,如同正常人通过大脑、神经,控制肌肉完成运动的方式,动作自然。赋假肢予人工触觉,通过对佩戴者皮肤刺激反馈到大脑,获得触感,结合肌电控制,实现电动假手的仿生控制。本项目主要研究人工触觉、肌电信号多运动模式识别,以及基于触觉、肌电信号的仿生控制。用高分子压电材料PVDF做敏感材料,研制触觉和滑觉功能复合、与假手手指一体化的小型传感器,经过信号处理,可靠获取接触和滑动信息;对肌电信息的拾取、信号调理进行研究,主要解决基于肌电信号的前臂手部多运动模式识别问题;参照正常人手的动作过程,综合假手控制中的肌电(主动)、触觉(被动)和视觉(其它可用)信息,设计仿生假手的运动控制模式,佩戴者经过学习训练,达到假手控制目的。
安装仿生假手是残疾人改善生活质量和提高社会参与能力的重要途径之一。仿生假手的研究以仿生能力拟人化为主要目标,用截肢者自身残肢的肌电信息控制电动假手,动作自然;在假手上安装人工触觉,并通过一定方式刺激反馈给假肢的佩戴者,即可获得接触和滑动的感觉。利用触觉、滑觉信息,结合肌电信号的模式识别结果,可以实现电动假手的仿生控制。本项目主要研究了人工触觉、基于肌电信号的手部多运动模式识别,以及基于触觉、肌电信号的假手仿生控制方法。研究工作所取得的结果为1)用高分子压电材料PVDF做敏感材料,设计并研制了触觉和滑觉功能复合、与假手手指一体化的小型传感器,研制了信号处理电路和感觉特征的提取方法,可以可靠获取接触和滑动信息;2)对肌电信号的拾取、信号处理方法进行深入的研究,主要解决了表面肌电信号的消噪和基于肌电信号的前臂手部多运动模式识别问题,用两路肌电信号识别手部六个动作模式,识别准确率达85%以上;3)研制了单自由度、二自由度和三自由度带触觉肌电假手样机各一只,可以完成从单自由度到三自由度肌电假手的动作识别试验和假手操作的模拟应用实验,技术水平接近实用,目前正与假肢安装厂家合作,在残疾人中推广。