(醫療最前線)科學家在肌肉機械研究上取突破

 近日,中國科學院瀋陽自動化研究所在外肌肉機器人研究領域取得新進展,研究的具備高泛化能力的人體運動識別方法,與對人體步頻特性具有極高適應性的外肌肉機器人系統,對提升機器人適應能力、輔助效率以及對促進機器人在智能醫療、智能養老等領域的實用化具有重要意義。

 外肌肉機器人是與人共融機器人的一種,通過驅動「附著」在人體肌肉或肌腱表面的人工肌肉線束,實現對目標肌群的精準輔助。如何提升機器人對穿戴者在運動狀態的快速適應能力、減少偏差,是當前外肌肉機器人研究的難點。

 中科院瀋陽自動化研究所控制組的科研人員以機器人識別與控制的高適應性為目標,開展了具備高適應性的人體運動識別與機器人控制方法的研究。

 研究人員基於人體相平面與相曲線的概念,提出了一種可適應不同受試者、不同步態模式的人體運動類型識別方法,並進一步驗證了在下肢運動障礙人群運動功能量化評估方面的應用可行性。同時,結合人體下肢運動的節律特性,構建了一種可快速適應人體步頻變化的外肌肉機器人控制系統,提升機器人對人體步頻、運動環境與人機耦合動力學特性等變化的快速適應能力。該研究將人體運動更本質的特性融入機器人交互系統設計當中,為機器人策略設計與行為規劃的研究提供了新的思路。

 近年來,中科院瀋陽自動化所控制組在康復機器人、腦肌電信號處理等領域開展了系統性的理論及應用研究工作,取得多項研究成果。◇