从肌肉到运动:GaIn纳米粒子-TPU核心/外网状电极用于智能假肢
Yeonjee Jeon1, Seongjun Moon1, Chanho Jung1
1School of Electrical Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), Daejeon, Republic of Korea. jungyong.lee@kaist.ac.kr.
Materials horizons
|November 26, 2025
概括
这项研究引入了一种新的电肌学 (EMG) 腕带,具有灵活的网状电极,用于增强假肢控制. 创新的设计为可穿戴机器人提供了卓越的舒适性,耐用性和信号清晰度.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
背景情况:
- 电肌图 (EMG) 电极对于控制假肢设备和可穿戴机器人至关重要.
- 传统的EMG电极往往缺乏舒适性,伸展性和耐用性.
- 现有的局限性阻碍了辅助技术的无整合和长期使用.
研究的目的:
- 开发一款具有先进网状电极的创新EMG腕带.
- 在舒适性,灵活性和寿命方面克服传统EMG电极的局限性.
- 为了在假肢设备中实现更流,更类似于人类的运动控制.
主要方法:
- 开发了一种新型的EMG腕带,使用逆电荷电写 (CREW) 进行网状电极制造.
- 设计了一个核心/外纤维结构,使用液体金属纳米粒子 (LM-NP) 进行导电性和热塑性聚氨 (TPU) 进行灵活性.
- 整合了透气的3D脚手架,以提高用户舒适度和通风.
- 实现了多层感知器 (MLP) 机器学习算法用于信号处理.
主要成果:
- 开发的腕带表现出极好的导电性和灵活性.
- 实现了高信号清晰度,信号噪声比 (SNR) 超过30分贝,即使在最大应变下.
- 在信号处理中显示出最小的延迟,使假肢控制流.
- 设计确保长期使用的耐用性和可洗性.
结论:
- 创新的EMG腕带为可穿戴机器人和辅助技术提供了可靠,高性能的解决方案.
- 解决与传统EMG电极相关的关键挑战,提高用户舒适度和设备功能.
- 为更无地将先进的假肢和机器人系统融入日常生活铺平了道路.
