杭州超限教育綜合訊：日前，由東北大學(xué)四名研一學(xué)生組成的研究團(tuán)隊(duì)成功開(kāi)發(fā)出“基于肌電信號(hào)控制的自主學(xué)習(xí)智能機(jī)械腿”。也許很快，假肢使用者的行走由于智能機(jī)械腿的問(wèn)世而隨心所欲，“說(shuō)走就走”。
目前，簡(jiǎn)單的支撐和行走功能，已經(jīng)不能滿足假肢使用者的需求。除了美觀、舒適的要求，機(jī)械腿產(chǎn)品還需要具有必要的靈活性以適應(yīng)不同的步速和步態(tài)的需求，為使用者帶來(lái)“說(shuō)走就走”的旅行。東北大學(xué)學(xué)生研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的“基于肌電信號(hào)控制的自主學(xué)習(xí)智能機(jī)械腿”，采用六桿機(jī)構(gòu)對(duì)膝關(guān)節(jié)進(jìn)行模擬，使膝關(guān)節(jié)具有自鎖等與真實(shí)關(guān)節(jié)相對(duì)應(yīng)的特性，通過(guò)提取與分析股四頭肌收縮時(shí)所產(chǎn)生的生物電信號(hào)人類生理信號(hào)特征，以控制該下肢假肢膝關(guān)節(jié)，使其隨著受試者的意愿自然地改變下肢的運(yùn)動(dòng)速度，以協(xié)調(diào)的配合健肢的動(dòng)作。
據(jù)東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院王東東同學(xué)介紹，肌電信號(hào)控制的最大特點(diǎn)之一是自主控制，只有當(dāng)殘肢患者通過(guò)自己的肌肉自主收縮使肌電控制系統(tǒng)工作時(shí)，它才能工作。這樣假肢就會(huì)免受外界因素如假肢位置或身體位置移動(dòng)的影響，從而使殘肢使用者學(xué)會(huì)以生理方式控制假肢的運(yùn)動(dòng)功能。另外，安裝假肢最多的是膝上截肢者，可以利用大腿殘肢的股四頭肌控制假腿的伸屈，這與人腿的控制方式相似。當(dāng)然這并不是說(shuō)，肌電假腿的功能可以等同于真腿，而是這種控制方式具有直觀、自然、方便的特點(diǎn)。
據(jù)悉，研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用反饋型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)所采集的肌電信號(hào)進(jìn)行模式識(shí)別，使假肢具有自學(xué)習(xí)性，能夠更適合患者自身的生理?xiàng)l件。在這種網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)神經(jīng)元同時(shí)將自身的輸出信號(hào)作為輸入信號(hào)反饋給其他神經(jīng)元，它需要工作一段時(shí)間才能達(dá)到穩(wěn)定，一般具有聯(lián)想記憶的功能，還可以用來(lái)解決快速尋優(yōu)問(wèn)題。