2021-11-12 ↔ 1517阅读

智能假手靠谱吗

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。

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。

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