19自在度假肢灵活手。■本报记者 王敏 通信员 陶哲捏针、用铰剪、拉拉链、刷手机、打字、下围棋……中国迷信技巧年夜学（以下简称中国科年夜）教学张世武及配合者胜利研收回一套具有19自在度的轻质仿生灵活手，能复现人手级其余功效。相干研讨结皇冠新体育app官方入口果日前宣布于《天然-通信》。论文通信作者张世武先容：“这款19自在度假肢灵活手不只能进步人形呆板人的灵活操纵才能，另有望为寰球上万万上肢截肢患者供给手部功效重修与一样平常生涯帮助效劳。”自在与轻盈难以统筹手的机动度是权衡人类以及人形呆板人任务才能的要害指标。人手固然分量约为人体重的1/150，但其活动功效占满身活动功效的54%，存在23自在度。假肢灵活手是一种模仿人手高自在度构造跟机动活动功效的痊愈帮助用具，可能辅助上肢截肢者实现手势表白、抓握及操纵物体等义务，无效晋升其生涯自立性。然而，传统假肢灵活手平日应用功率密度较低的电机驱动，难以在自在度与分量之间到达幻想的均衡状况。“患者在佩带超越人手分量的假肢灵活手时会觉得重大不适。并且，传统假肢灵活手的自在度比拟低，平日少于10自在度，只能实现无限的抓握举措，远不迭人手的机动性。”张世武先容，这些起因使得濒临一半的上肢截肢患者废弃应用假肢灵活手。因而，找到统筹高自在度灵活活动跟舒服佩带分量的计划方式，是假肢灵活手范畴的主要迷信成绩之一。精准复现人手33种抓握举措张世武多年从事仿活力器人研讨。此次研讨团队历时7年半，经由多个版本的迭代跟优化，胜利研收回19自在度假肢灵活手，为实现机动性跟可穿着之间的幻想均衡供给了无效思绪。张世武先容，这款灵活手有良多上风：一长短常轻，总重370克，佩带舒服，同时具有较强的抓握才能，最年夜负载达2.5千克，满意患者一样平常所需。二是具有语音交互才能。研讨团队与科年夜讯飞语音辨认技巧联合，让灵活手具有了简略、友爱且低本钱的人机交互才能，支撑60种言语跟20种方言，领有95%的辨认正确率跟毫秒级的呼应时光。“传统假肢灵活手经由过程收罗患者皮肤名义的肌电旌旗灯号辨认患者的活动用意。这种肌电技巧轻易受患者出汗、肌肉疲惫等要素的烦扰，须要重复标定。”张世武说，语音辨认技巧支撑患者直接与灵活手“对话”，能够将活动用意经由过程语音输入到灵活手中。这种方法操纵简略、普适性强，极实用于在截肢患者中遍及。在临床测试中，一名60岁女性上肢截肢患者仅用半地利间便纯熟控制了该假肢灵活手的应用，胜利实现了抓握、翻书、系扣等一样平常生涯中的罕见操纵。值得一提的是，该假肢灵活手还展示了操纵铰剪、应用手机以及庞杂手语手势的才能，精准复现了传统的33种人手抓握举措。别的，为进步假肢灵活手的机动性，研讨团队又增添了6种更高难度的抓握举措，比方抓握乒乓球拍、夹取棋子等。晋升机能跟应用休会论文第一作者、中国科年夜特任副研讨员杨皇冠赌场官方网站浩先容，这款假肢灵活手的中心技巧在于应用了功率密度高的外形影象合金。“这是一种由温度诱发的智能资料。通电后，外形影象合金将停止一个疾速压缩的进程。这个进程相似于人体的肌肉，驱动灵活手任务。外形影象合金的功率密度高，象征着雷同品质下可能比其余传统驱动器如电机发生更多的输出。”别的，外形影象合金品质轻、体积小，有利于集成。得益于此，研讨团队计划出假肢手的构造，包含19自在度的手掌局部以及前臂局部。研讨团队进一步仿生计划出类肌腱传动体系，在手指及手段内嵌入23组传感单位来实现枢纽的准确活动把持，并集成包括冷却模块的38组阵列式外形影象合金驱动器，实现了假肢灵活手的19自动自在度活动。杨浩表现：“接上去，咱们将进一步晋升假肢灵活手的机能跟应用休会。比方，集成高机能冷却体系的新一代外形影象合金将无效进步假肢手的活动效力；高精度触觉传感皮肤将付与假肢手更精致的操纵才能。”现在，团队正与中国科年夜第一从属病院配合，盼望在更多上肢截肢患者群体中发展试验，网络数据晋升患者休会感。将来，张世武向往假肢灵活手可能在表面、力气、速率、机动性上“比肩”人手，高效实现一样平常生涯中的种种庞杂手部义务，进步患者的生涯品质，造福寰球上万万上肢沙巴足球截肢患者。他还盼望能够实现人形呆板人的类人级别灵活操纵，辅助人形呆板人走进千家万户。相干论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-025-56352-5