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年近半百的徐敏，凭借“赛博义肢”摘得奥运会桂冠
最后更新: 2024-10-30 19:19:01
那么，义肢是如何与人体配合，以尽可能短的时间完成尽可能多的动作的呢？
“人在做出某个动作前，是先由大脑感知周围环境，随后产生脑电波。脑电波沿着脊髓神经传输出去，当传递到前臂时，肌电信号就会控制肌肉收缩，继而驱动动作产生。要让残疾人灵活使用义肢，就需要帮助他们做好肌电的解码和识别。”宋爱国解释，研发团队将选手的前臂断肢的皮肤上贴了一对电极片，由它来解读、识别残肢肌电信号，再将其与义肢相连，驱动义肢运动。
比赛中，残疾人选手将操纵义肢手抓取多种物体，但由于残疾人控制义肢的信号源非常有限，确保手指、手腕的可靠运动成为了需要攻克的问题。
胡旭晖介绍道：“我们为徐敏量身定制了穿戴式肩带，肩带内有拉伸传感器，可以监测徐敏弓背时的肩膀运动状态。传感器通过监测肩部位移信号，与残肢端获取的肌电信号协同，控制手指的开合角度以及手腕关节的旋转角度。弓背角度越大，肩部的位移量越大，手指开合度越大。反之亦然。”
比赛中，选手要抓取的物体、完成的动作差异很大，有时要能精细地拧灯泡、反转手腕摞杯子，有时要能提矿泉水瓶、握榔头、拎水壶。
那如何控制“手”上的力道？宋爱国介绍：“团队在义肢的手指上植入了力触觉传感器，用它来检测抓取物体时，义肢抓取力的大小和力的分布，可以通过震动刺激将信号传给手臂。如果抓取力越大，震动刺激就越强烈，选手就可以根据震动强度，决定要施加多大的力。”
比赛中的动作虽然都来自日常生活，但抓取一些精细的动作或者特殊的物体，对于上肢残疾人群来说仍有挑战。对此，团队因地制宜地设计义肢，让它们更灵活、稳定。
“例如，我们在义肢手指上设置了4个不同的抓取区。第一个功能区做得尽量水平，以便抓取纸片、药匙这些平直物体，第二个功能区做成内嵌的圆弧状，以便能握住榔头、瓶子等物质，第三个功能区做成半球面，可以抓珠子等圆形物体，第四个功能区设置在手指的两个关节处，便于做拎水壶等负重动作时固定物体位置。”胡旭晖说。
胡旭晖介绍，比赛中有一个项目类似“开盲盒”，要让义肢穿过遮挡的毛刷，在肉眼看不见物体的情况下抓取硬度不同的圆柱体。为了让义肢拥有眼睛，团队在义肢手指中安装了摄像头，通过视觉识别技术，将捕捉到的图像信号转化为光信号，辅助徐敏完成了抓取，也让她成为所有参赛团队中唯一完成这项任务的选手。
（观察者网综合紫牛新闻、科技日报、苏州日报等）
本文系观察者网独家稿件，未经授权，不得转载。
- 责任编辑: 戴佳源
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