智能假肢，何时得以无缝连接？

对于肢体残疾人士来说，期望假肢某种程度可以构建美观起到，更加可以用“意念”掌控，从而确实超过“如臂使指”的效用。美国的DARPA（国防高级研究计划局）为便利战场身负重伤士兵的日常生活，十多年前即著手研发堪称“卢克之手”的仿生假肢，目前已获得美国食品药品管理局批准后。英国的i—limb机械手已转入商用。而中国科学院深圳先进设备技术研究院科研团队致力于将这类“意念掌控”的假肢轻量化、低价化，目前研究已获得一定成果，并展开了人体实验。

那么，人是如何用“意念”掌控假肢？它们和原生肢体还有多大差距？如何用“意念”掌控假肢既然是仿生，那么首先就要研究“人是如何操纵原生肢体的”。科学家找到，人通过神经元掌控身体各的组织器官，不会产生生物电信号，这种信号中载有人的不道德信息，需要必要体现人的意图。

科学家通过解码人体生物电信号，从而企图辨识人的“意念”，进而让机器按人的点子工作——这方面研究已沦为嵌入式研究的热点之一。目前来说，普遍注目的生物电信号还包括肌电（Electromyography，EMG）、脑电（Electroencephalography，EEG）以及眼电（Electrooculography，EOG）等。研究找到，大多数截肢患者都不存在一种幻觉，指出因截肢而丧失的肢体仍然不存在，这被称作“幻肢感觉”。

比如，他们可以想象丧失的肢体还可以拿走物品，甚至感受到疼痛等。当截肢者通过想象，用他们的幻肢做到某一动作时，大脑产生的运动神经信号使得仅存的肌肉膨胀，产生肌电信号。由于表面肌电信号（SurfaceEMG，sEMG）蕴藏信息非常丰富，收集技术比较成熟期，并且是无自创收集，因而受到众多研究者注目。

据理解，表面肌电信号是一种非稳定的微电信号，它一般在肢体运动前30—150毫秒产生。中国科学院自动化研究所简单系统管理与掌控国家重点实验室副研究员王卫群向南方日报记者理解辨识肌电信号掌控假肢的原理：通过张贴在肌肉表面的电极片感觉肌肉膨胀时产生的电信号，进而通过电信号高低与假肢关节运动量的对应关系来掌控假肢倒数运动，或者当电信号多达一定阈值时产生关节动作。王卫群说道，通过肌电信号掌控智能假肢不存在的问题在于，肌电信号十分黯淡且不平稳，“例如更容易不受脂肪厚度、呕吐、温度、毛发等因素影响”。另外，对于残疾人士来说，“意念”掌控假肢并某种程度是加装即用，还要展开较长时间的训练。

王卫群说道，训练的过程，即是创建肌电信号与假肢关节运动的对应关系。“这可以通过创建数学物理模型等方式来构建，但是由于肌电信号及模型的复杂性，必须收集充足的数据样本来训练模型，才能构建肌电信号对假肢的在线掌控，因此训练时间较长。”王卫群也认为，训练过程还与假肢复杂程度有关。

智能化假肢成研究热点哈尔滨工业大学机器人研究所教授姜力等专家今年7月的《机器人》杂志发表文章，总结智能假肢的研发历史。姜力在文章中认为，假肢有几百年的发展历史，1948年世界上第一个肌电掌控假肢问世，构建了人体神经系统对假肢的掌控。此后，单维度肌电掌控假肢仍然占有假肢手的主流。

转入21世纪，随着生机电一体化技术的产生和发展，假肢转入了第二次技术革命，智能化沦为新一代假肢的核心特征。2010年，智能假肢被《生命科学》杂志列入未来的十大创意技术之一。在一系列研发计划的推展下，第一代智能假肢问世。

2007年，英国TouchBionics公司研制成功了世界上首个各手指可独立运动的多维度灵活假肢产品i－Limb。

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