近日，在第三屆全球輔助技術奧運會上，中國科技團隊攜人機共融型生機電一體化假肢手奪冠，這也是中國科研團隊在這項全球頂級的科技助殘賽事中首次奪冠。11月5日，揚子晚報/紫牛新聞采訪獲悉，這只“智能手”的關鍵技術正來自東南大學機器人傳感與控制技術研究所宋愛國教授團隊。

安燈泡、拉拉鏈……8分鐘闖10關

“盲盒任務”只有中國隊完成了

“全球輔助技術奧運會”又稱“半機械仿生奧運會”，此前，中國科研團隊在上肢假肢組創造的最好成績是2023年度挑戰賽冠軍和2024年度挑戰賽季軍。

用“智能手”安燈泡、提重物、拉拉鏈……“上肢義肢”組是大賽中競爭最激烈的組別之一，分預賽、決賽兩輪展開角逐。每輪比賽中，參賽選手要在8分鐘內過10關，以任務完成數量和完成時間決定成績。中科院蘇州醫工所博士后胡旭暉在本次大賽擔任中國隊領隊，他告訴記者：“有一個關卡是‘盲盒任務’，就是從一個不透明和盒子中抓取指定性狀和材質的物體。這個任務只有中國隊完成了，也只有中國隊每次都能做對。”

記者采訪揭秘

這只假肢手為何如此靈活？

在東南大學，記者看到，“智能手”安裝在參賽選手徐敏的殘缺右小臂上，肩上還背了一個小巧的智能背帶。抓取水瓶、擺放餐具，甚至擰瓶蓋、插卡片這類精細操作也能順利完成。

沒有控制按鈕，這只假肢手為什么能如此靈活？胡旭暉向記者介紹，“人機共融型靈巧肌電假肢是通過檢測殘肢的電生理信號來控制義肢靈巧運動，并將義肢感知信號反饋給使用者。比如在這次比賽中，我們的參賽選手截肢后失去了右手，我們可以提取她殘肢上的肌肉信號以及肩部運動時產生的運動信號，通過兩種信號來控制兩個關節的運動，這樣就可以精準實現假肢手開合、手腕旋轉等動作。”

記者采訪獲悉，本次宋愛國團隊研發的人機共融型生機電一體化假肢手在設計思路、硬件設備等方面也具有創新點。胡旭暉說，“我們研制的是輕量化三自由度義肢手臂，它可以電動開合、電動腕旋、手臂腕翻，重量不到900g，最大抓取力可以達到120N，能夠勝任比賽中的各項大負載或精細化操作任務。”

他們提出了‘體軀-肌電’混合控制辦法，研發的柔性可拉伸肩帶用于準確檢測側肩部運動意圖，可以對假肢手精準開合，另外基于殘肢側表面的肌電信號，實現了對假肢手腕的旋轉控制。另外還構建了基礎機器視覺的手眼系統，解決了對特定形狀和材質物體的精準感知與定位。

“科技要向善”

東大機器人技術將繼續造福民生

記者了解到，東南大學在機器人技術研究上由來已久。“1958年，東南大學查禮冠教授帶領師生研制了我國第一臺仿人機器人。查禮冠教授是我國機器人事業的先驅者之一，也是東南大學機器人傳感與控制技術研究所的奠基人。”宋愛國表示，1983年是國家開展機器人技術研究的一個重要時期，當時研究所的重點是開展機器人的感知技術以及人機交互機器人技術的研究。

宋愛國介紹，從當年的人機交互發展到人機協同，再到現在的人機共融，研究所始終秉持“頂天立地”的科研精神，圍繞國家重大工程做最前沿的研究。

“一方面是科技向上，要能夠頂尖，要做高水平的科研；另一方面要科技向善，科學研究要有利于民生發展。”宋愛國表示，研究所2007年開始義肢研究，到2022年已經推出了第二代義肢機器人，中間進行了多次的改進。“未來，我們將繼續增強假肢的感知靈巧性，同時進行腦機接口方面的推進。另外，利用新的驅動方法，將機械手改為軟體假肢，可以像正常的手一樣，更加美觀也更利于穿戴。”

通訊員 唐瑭

揚子晚報/紫牛新聞 王赟

見習記者 劉夢琦

攝影 劉莉

校對 李海慧