用软机器人技术和人工智能为精细运动控制提供手假肢
Marco Chaucala-Gualotuña1, Danni De la Cruz-Guevara2,3, Johanna Tobar-Quevedo1
1Department of Energy and Mechanics Sciences, Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE, Sangolquí 171103, Ecuador.
Sensors (Basel, Switzerland)
|March 14, 2026
概括
这项研究介绍了一种新的软机器人手假肢,它模仿自然肌肉和肌的动作,以改善抓取. 这种可访问的肌电假肢为日常任务提供了功能性精细运动辅助.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 神经修复品是一种神经修复品.
背景情况:
- 开发具有精细运动技能的假肢手,以提供日常帮助,是一项挑战.
- 现有的假肢通常依赖于复杂的传感器,缺乏适应性.
- 仿生设计原则对于直观的假肢控制至关重要.
研究的目的:
- 开发一个柔软的机器人手假肢原型.
- 为了实现仿生运动和无力传感器的适应性抓取.
- 为了利用肌电信号进行实时的假肢控制.
主要方法:
- 设计了一只柔软的机器人手,内部有真空增强和纹理的指尖.
- 从可穿戴的腕带使用肌电信号 (EMG) 进行控制.
- 在低功耗微控制器上使用轻量密集的神经网络进行信号处理.
- 实现了肌驱动的驱动,以实现平滑,符合规定的运动.
主要成果:
- 假肢成功地复制了开放的手和三脚架的捏动作.
- 实时EMG信号分类使响应控制成为可能.
- 功能测试显示响应时间在0.49到2.00秒之间.
- 用日常物体获得大约80%的抓取效率.
结论:
- 柔软的机器人手假肢为精细运动辅助提供了一个易于使用和功能性的解决方案.
- 该设计显示了低成本,资源有限的肌电假肢系统的潜力.
- 这种仿生方法推动了神经假体和辅助机器人领域的发展.
