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智能假手靠谱吗

时间:2021-11-12 / 作者:胖头鱼 / 分类:运动康复 / 浏览次数:123次 / 0个评论 发表评论

假肢的核心功能有两个,一是修饰残肢,二是在一定程度上实现残肢的功能。前者并不难,后者却是难上加难。
这几年来出现了许多智能假肢产品,这些产品自带动力装置、运算装置、人机接口以及经过无数次调试的软件算法,以实现肢体的固有功能为已任。其中主要包括智能下肢和智能手臂两种类型,前者的功能以维持身体稳定、辅助身体移动为主,主要依靠假肢上的传感器识别运动意识并形成控制指令。后者的功能以手功能为主,主要包括各个手指的屈伸和手腕的屈伸,依靠对人体固有的神经肌肉信号的识别来形成控制指令。

智能上肢

智能假手的功能如何


目前来看,几乎所有的智能假手产品都以实现每根手指的屈伸功能、以及拇指的对掌功能为核心目标。所以,每个手指单独的屈伸、两个或多个手指之间的屈伸动作组合,再加上手腕的屈伸等,这些功能在理论上都是可以实现的。至于手指的内收和外展、手指旋转、远近指间关节的精确控制等,大概率都是无法实现的。手指的力量控制也不可能精准,考虑到神经信号采样频率、信号延迟等方面的因素,假手动作的频率也不会很迅捷。有一些产品可能还具有皮肤触觉甚至冷热觉功能,能够将假手所感受到的压力、温度等物理量通过电信号传回到周围神经组织和大脑,形成类似于触觉的功能。
总的来说,按照目前大多数产品的思路来看,基本的手功能还是可以实现的,但在理论上不可能达到精准、有力、任意发挥的水平,在实际应用中的效果可能会更逊一筹。

智能假手

主流智能假手技术及成本


目前的技术路线主要有两种,一是在手臂内植入多组电极,通过电极收集不同手指屈肌、伸肌的神经信号和肌肉信号,再将这些信号转换为控制指令传递给假手,由假手执行。这种方式对神经肌肉信号的获取更加精准,但个体差异比较大,在假肢装配过程中需要有外科手术的支持,费用高昂(初次装配的费用高达几十万元),往后的维护也比较复杂和昂贵,虽然应用了很多年,但并不普及。
还有一种技术路线是无创的,装配后需要进行动作学习,大概过程是这样的:先确定一个想要学习的手部动作,通过交互界面告知假手的控制系统这是一个什么样的动作,由患者利用残余的神经肌肉功能(也可以称之为意念)反复执行这个动作,在这个过程中,假手会反复采集、记录、分析、归纳残肢皮肤表面的肌电信号和神经信号,寻找其中的规律并形成记忆,如此这般经过数分钟的训练和反馈,假手便可以将生物电信号过程与特定的手部动作相对应,一个手部动作的学习和训练宣告完成,患者以后便能够通过“意念”让假手去完成这一特定的动作。这个过程有点像人工智能的训练过程,和那种古老的万能电视遥控器的学习流程是一样的。这种技术的成本比较低廉(费用在10万元左右,后续的维护费用也比较低),几乎不需要考虑手术创口和感染的风险,唯一的问题是需要提前训练才能将不同的手部动作一一解锁。目前来看,这类产品的实际应用效果并不差,日后的普及范围可能会更加广泛。

智能假手

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