首页  >  科学研究  >  科研成果

机器人化动力假肢与人机协调交互



目前市场上的商业化大腿假肢大多是被动型,并不能产生动力,不能主动运动。做过大腿截肢手术的人使用这些被动假肢行走要比正常人多付出60%的新陈代谢能量,且残肢髋关节的摆腿力矩高达正常人的3倍,非常费力和不便,而市场上唯一一款动力膝关节Power Knee在中国售价高达60万元。清华大学机器人与自动化技术及装备研究室结合前期腿式机器人的研究经验和机器人化动力假肢的迫切需求,开展了机器人化动力大腿假肢的研究:该假肢的踝关节和膝关节可实现独立的主动控制,并利用串、并联弹簧提高假肢柔顺性和能效性,模拟人类行走的生物力学特性,可有效降低行走所需新陈代谢功耗,实现负重行走、上下楼梯和站起等复杂动作。在人机协调交互方面,清华大学机器人与自动化技术及装备研究室先后开展了被动型舞伴机器人和可穿戴仿生人机自然交互设备。被动型舞伴机器人能够实现与人的舞蹈运动协调,具备全方位灵活运动能力,可实现力伺服阻尼控制;可穿戴仿生人机自然交互设备根据人体手臂神经肌肉分布特点,融合微型惯性测量单元(IMU)、表面肌电信号和高清触觉反馈等技术,不依赖任何外部传感器,不受环境光照和操作空间等因素限制,能够以自然手势方式对机器人等外部设备进行高自由度的交互控制。