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东北大学学生成功研发智能机械腿“说走就走”

www.jyb.cn 2015年10月15日  来源:中国教育新闻网

  中国教育新闻网讯(记者  刘玉  通讯员 杨明)日前,由东北大学四名研一学生组成的研究团队成功开发出“基于肌电信号控制的自主学习智能机械腿”。也许很快,假肢使用者的行走由于智能机械腿的问世而随心所欲,“说走就走”。

  目前,简单的支撑和行走功能,已经不能满足假肢使用者的需求。除了美观、舒适的要求,机械腿产品还需要具有必要的灵活性以适应不同的步速和步态的需求,为使用者带来“说走就走”的旅行。东北大学学生研究团队开发的“基于肌电信号控制的自主学习智能机械腿”,采用六杆机构对膝关节进行模拟,使膝关节具有自锁等与真实关节相对应的特性,通过提取与分析股四头肌收缩时所产生的生物电信号人类生理信号特征,以控制该下肢假肢膝关节,使其随着受试者的意愿自然地改变下肢的运动速度,以协调的配合健肢的动作。

  据东北大学机械工程与自动化学院王东东同学介绍,肌电信号控制的最大特点之一是自主控制,只有当残肢患者通过自己的肌肉自主收缩使肌电控制系统工作时,它才能工作。这样假肢就会免受外界因素如假肢位置或身体位置移动的影响,从而使残肢使用者学会以生理方式控制假肢的运动功能。另外,安装假肢最多的是膝上截肢者,可以利用大腿残肢的股四头肌控制假腿的伸屈,这与人腿的控制方式相似。当然这并不是说,肌电假腿的功能可以等同于真腿,而是这种控制方式具有直观、自然、方便的特点。

  据悉,研究团队运用反馈型神经网络算法对所采集的肌电信号进行模式识别,使假肢具有自学习性,能够更适合患者自身的生理条件。在这种网络中,每个神经元同时将自身的输出信号作为输入信号反馈给其他神经元,它需要工作一段时间才能达到稳定,一般具有联想记忆的功能,还可以用来解决快速寻优问题。



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{ 编辑:周玲玲 }

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