智能仿生手的共享人机控制改善了抓取,并减少了跨辐射截肢者的认知负担
Marshall A Trout1, Fredi R Mino2, Connor D Olsen2
1Department of Electrical and Computer Engineering, University of Utah, Salt Lake City, UT, USA. marshall.trout@utah.edu.
Nature communications
|December 9, 2025
概括
研究人员将传感器集成到生物手中,使人工智能驱动的自主抓取成为可能. 与用户共享的控制提高了灵巧性和握力安全性,提供了更直观的假肢体验.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 神经科学是一个神经科学.
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
背景情况:
- 生物手提供先进的运动复制,但缺乏直观的用户控制.
- 人类的灵巧性依赖于感官反循环,在假肢中复制这些循环是具有挑战性的.
研究的目的:
- 通过整合感官反来增强生物手的直观控制.
- 通过共享控制来提高假肢手的灵巧性和用户体验.
主要方法:
- 将近距离和压力传感器集成到商用仿生手假肢中.
- 实施了一种人工智能系统,使手指自主移动到接触点.
- 利用表面电肌图 (sEMG) 进行用户启动的抓取控制.
- 开发了一种生物灵感算法,以合并机器和用户意图进行动态控制.
主要成果:
- 人工智能和用户之间的共享控制显著提高了抓地安全性和精度.
- 该系统减少了用户在假肢手操作期间的认知负担.
- 在完整和截肢的参与者中,通过各种握力模式表现出成功的任务表现.
结论:
- 赋予生物手部分自主权,结合用户意图,增强了灵巧性和直觉性.
- 这种共享控制方法可用于先进的假肢控制.
- 感官反集成是实现更自然和更有效的生物手功能的关键.
