交大学子研发可“意念控制”假肢 造价仅千元 未来应用于康复领域

本报讯（记者姜泓）目前市场上的智能假肢可以实现手掌简单的开合，造价昂贵，多则人民币四十多万元，少的也在两万元左右。西安交通大学机械专业大四学生王荟晅和学妹伊小蝶、学弟严育豪研制了一款可佩戴的智能假肢，基于移动终端和生物反馈的智能仿生康复手项目，可跟随佩戴人的“意念”做出动作，造价仅千元。前不久，他们的这一成果获得了西安交大“腾飞杯”课外学术科技竞赛三等奖。

王荟晅是西安交通大学机械专业一名大四学生。2018年，大三的王荟晅加入了“云观医疗公益团队”，接触了渐冻人和无法表达心声也无法控制肢体的脑卒中等患者。他们的痛苦牵动着王荟晅。

“这个研发项目的初衷，其实就是源于对那些身体行动不便的患者的关爱和挂怀。”王荟晅介绍说，她和团队研发的智能假肢，主要由用3D材料打印组装的假肢、电池、脑电头带和肌电臂环这四部分组成——其中，脑电头带相当于一个启动装置，肌电臂环负责检测肌电，采集信号，再通过肌电控制假肢。将头带、臂环戴好后，这款假肢可跟随佩戴人的“意念”做出动作。

信息与计算科学专业的大三学生伊小蝶介绍说，打印手臂花费不到200元，其他元器件都是从别的实验废旧器材中拆下来的，造价并不高，这款模型整个花费一千多元。“希望未来该技术可用于假肢等医疗救治中。”

据了解，随着老年化进程加快，脑卒中患者数量持续上升。上升的运动功能障碍患者数量推动术后康复市场不断扩大，有限的康复场所与设施显然难以满足此类需求，而现有产品技术也极大地限制了康复效果。王荟晅表示，因此西安交大Rockers团队将自主研发价格亲民、技术理念先进、效果佳、应用场景广泛的假肢和康复设备作为目标，致力于打造脑-肌协同控制的软体康复手将人工智能应用于康复领域，为脑卒中后患者提供手部运动能力康复和动作辅助的整体解决方案。“市场上常用的康复手套，往往是基于压力传感器的，而我们设计假肢采用脑电和肌电信号协同控制的方法，通过对患者的运动意图检测及肌电信号处理进行模式匹配训练，可以使患者获得和控制本来的手一样的良好体验。这也是我们产品的一大创新点。”王荟晅介绍，他们最终希望实现脑-肌-终端协同控制——精准高效的运动意图捕捉算法：准确判别脑电运动意图和肌电控制肢体动作，实现对假肢动作控制意图的预测、识别及分类等功能，准确高效地帮助残疾人实现肌肉电信号对康复手套的控制，完成生活必需功能。

“我们模型整个下来只花了1000多元，也非常轻巧。”王荟晅告诉记者，目前他们正在进行进一步的优化，希望从佩戴舒适度、工业设计的美观性等方面进行提升，也许有朝一日小小的团队可以为患者呈现最舒适、美观、便携的康复产品。

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