可穿戴手勢識別系統(tǒng) 助截肢患者控制假肢

發(fā)布日期：2020-07-31 閱讀次數(shù)：452 來源：科技日報

摘要：

 記者近日獲悉，哈爾濱工業(yè)大學儀器科學與工程學院儀器科學與技術(shù)專業(yè)電測技術(shù)及智能控制研究所孫金瑋教授團隊完成了“用于仿生機械手的可穿戴便攜式實時控制手勢識別系統(tǒng)”研究，成果在線發(fā)表于最新一期《物理學雜志》上。專家評價指出，這一科研成果，在傳統(tǒng)假肢控制的基礎(chǔ)上，改進并建立了一種基于模式識別算法的可穿戴手勢識別系統(tǒng)，以對仿生機械手進行實時控制，為方便截肢者的日常起居和人際交往提供了更加有效的輔助手段。

對于因外傷、疾病等遭遇截肢的人，日常活動往往困難重重，同時伴有難以言喻的心理創(chuàng)傷。而佩戴假肢可以幫助他們“修復(fù)”肢體的殘缺，并對心理有所撫慰。但傳統(tǒng)假肢不能按照人的意圖進行各種動作。肌電信號能快速、直接、客觀地反映人體運動狀態(tài)，因此，近年相關(guān)研究在假體控制和輔助康復(fù)機器人應(yīng)用領(lǐng)域備受關(guān)注。

孫金瑋課題組反復(fù)探索，建立了一種基于模式識別算法的可穿戴手勢識別系統(tǒng)，旨在對仿生機械手展開實時操控。在研究中，科研團隊提高了肌電信號采集和處理每個步驟的準確性；通過分析肌電信號的機制和特征，確定了需要識別的手勢、肌肉區(qū)域、電極數(shù)量和放置位置；他們還自行開發(fā)了采集設(shè)備，用于捕捉前臂肌電信號，并同步去除噪聲，截取數(shù)據(jù)進行分段分析、特征提取與手勢分類。

論文第一作者曹天傲博士說，以上可穿戴便攜式實時控制手勢識別系統(tǒng)，為今后患者康復(fù)、日常生活及人際溝通搭建了“橋梁”，重新塑造了肢體功能，實現(xiàn)了自如的動作表達，減輕了因殘障而導(dǎo)致的自卑和失落。

孫金瑋課題組還計劃進一步豐富動作的識別并增強動作識別準確率，真正保證患者能夠隨心所欲進行手部動作，解決原有肢體缺失帶來的運動受限難題。同時，研究成果還將應(yīng)用到工業(yè)機械手、機械臂、輔助機器人、外骨骼等領(lǐng)域，使產(chǎn)品更加多樣性，得到更加普遍的應(yīng)用。