提重物、抓紙片、擰燈泡、摞杯子、繞鐵環(huán)……10月26日，在瑞士蘇黎世舉行的第三屆“全球輔助技術(shù)奧運會”（又稱“半機械人仿生奧運會”）上，中國選手徐敏用義肢快速完成各項動作，奪得本屆大賽“上肢義肢”組冠軍，同時刷新我國在全球頂級科技助殘賽事中創(chuàng)造的最好成績。

中國參賽團隊登臺領(lǐng)獎。新華社發(fā)

與徐敏“并肩作戰(zhàn)”的，是東南大學(xué)機器人傳感與控制技術(shù)研究所的科研團隊。11月5日，記者走進東南大學(xué)采訪，了解這塊“金牌”背后的科技助殘故事。

“全球輔助技術(shù)奧運會”是由瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院創(chuàng)立，主要針對殘障人士與先進科技輔助設(shè)備結(jié)合的一項國際性賽事。參賽者使用輔助性的機械動力裝置來完成比賽，以此推動助殘科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和加速產(chǎn)業(yè)化，讓更多殘障人士享受科技進步帶來的便利。

本屆總決賽共有來自26個國家的76支隊伍參加8個大項的角逐，其中“上肢義肢”組是競爭最為激烈的組別之一。參賽隊伍要一次性完成假肢提重物、雙臂協(xié)作、精細(xì)物體抓取、盲盒抓取等10個假肢操作任務(wù)，以任務(wù)完成數(shù)量和完成時間判定成績。中國選手操作的義肢如同“智能手”一般，僅用8分鐘精準(zhǔn)完成了數(shù)十個動作要求，贏得現(xiàn)場觀眾的連連喝彩。

中國選手在比賽中使用義肢打開瓶蓋。新華社發(fā)

殘疾人與義肢是怎樣實現(xiàn)“人機一體”完成各種動作的呢？義肢“智能手”研發(fā)團隊負(fù)責(zé)人、東南大學(xué)機器人傳感與控制技術(shù)研究所所長宋愛國解釋，人在做出某個動作前，先由大腦感知周圍環(huán)境，隨后產(chǎn)生腦電波。腦電波沿著脊髓神經(jīng)傳輸出去，當(dāng)傳遞到前臂時，肌電信號就會控制肌肉收縮，繼而驅(qū)動動作產(chǎn)生。

“要讓殘疾人靈活使用義肢，就需要幫助他們做好肌電的解碼和識別?！彼螑蹏嬖V記者，研發(fā)團隊在選手前臂斷肢的皮膚上貼了一對電極片，由它來解讀、識別殘肢肌電信號，再將其與義肢相連，驅(qū)動義肢運動。

要想實現(xiàn)操作“零失誤”，“智能手”手指、手腕的驅(qū)動必須做到精準(zhǔn)可靠。研發(fā)團隊為選手量身定制了穿戴式肩帶，肩帶內(nèi)有拉伸傳感器，可以監(jiān)測選手弓背時的肩膀運動狀態(tài)。傳感器通過監(jiān)測肩部位移信號，與殘肢端獲取的肌電信號協(xié)同，控制手指的開合角度以及手腕關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度。弓背角度越大，義肢手指的開合度就越大。此外，部分零部件使用了3D打印技術(shù)，在為“智能手”減重的同時，大大減輕了佩戴負(fù)擔(dān)。

中國選手在比賽中使用義肢抓取燈泡。新華社發(fā)

擰燈泡、摞杯子、拎水壺，這些動作和抓取的物體差異很大，如何控制“手”上的力道？“我們在義肢的手指上植入了力觸覺傳感器，用它來檢測抓取物體時，義肢抓取力的大小和力的分布，可以通過震動刺激將信號傳給手臂。如果抓取力越大，震動刺激就越強烈，選手就可以根據(jù)震動強度，決定要施加多大的力?！毖邪l(fā)團隊成員、中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所博士后胡旭暉介紹，為了讓義肢的抓取功能更全面，研發(fā)團隊還在義肢手指上設(shè)置了4個不同形狀的功能區(qū)，分別用于抓取不同形狀的物體。

回憶比賽，胡旭暉認(rèn)為難度最大的項目是“盲盒取物”。這個項目要求選手用義肢穿過遮擋的毛刷，在肉眼看不見物體的情況下抓取硬度不同的物體。為了讓義肢擁有“眼睛”，研發(fā)團隊在義肢手指中安裝了攝像頭，通過視覺識別技術(shù)，將捕捉到的圖像信號轉(zhuǎn)化為光信號，輔助選手完成了抓取，也讓中國隊成為所有參賽團隊中唯一完成這項任務(wù)的隊伍。

在宋愛國看來，這枚來之不易的“金牌”不僅為“中國智造”增光添彩，也向全世界展示了我國殘疾人康復(fù)事業(yè)的發(fā)展進步?！耙詽M足人的實際需求為出發(fā)點開展科研。”宋愛國說，未來研發(fā)團隊還將持續(xù)研制人機共融感更強、操作功能更實用、日常使用更輕便的義肢手，用科技為殘障群體生活提供更多便利。

來源：中國網(wǎng)