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)成功開發(fā)出“基于肌電信號控制的自主學(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)械腿的問世而隨心所欲，“說走就走”。
目前，簡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“說走就走”的旅行。東北大學(xué)學(xué)生研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的“基于肌電信號控制的自主學(xué)習(xí)智能機(jī)械腿”，采用六桿機(jī)構(gòu)對膝關(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)相對應(yīng)的特性，通過提取與分析股四頭肌收縮時所產(chǎn)生的生物電信號人類生理信號特征，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)動速度，以協(xié)調(diào)的配合健肢的動作。
據(jù)東北大學(xué)機(jī)械工程與自動化學(xué)院王東東同學(xué)介紹，肌電信號控制的最大特點(diǎn)之一是自主控制，只有當(dāng)殘肢患者通過自己的肌肉自主收縮使肌電控制系統(tǒng)工作時，它才能工作。這樣假肢就會免受外界因素如假肢位置或身體位置移動的影響，從而使殘肢使用者學(xué)會以生理方式控制假肢的運(yùn)動功能。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，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)算法對所采集的肌電信號進(jìn)行模式識別，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，每個神經(jīng)元同時將自身的輸出信號作為輸入信號反饋給其他神經(jīng)元，它需要工作一段時間才能達(dá)到穩(wěn)定，一般具有聯(lián)想記憶的功能，還可以用來解決快速尋優(yōu)問題。