科技助残：东南大学助力义肢 “智能手” 夺冠

10 月 26 日，于瑞士苏黎世举行的第三届 “全球辅助技术奥运会”（“半机械人仿生奥运会”）中，徐敏凭借义肢展现出了非凡的能力，在提重物、抓纸片、拧灯泡等一系列复杂动作中表现卓越，一举夺得 “上肢义肢” 组冠军，为我国在全球顶级科技助残赛事中创造了新的历史，刷新了最佳成绩。

“全球辅助技术奥运会” 这一国际性赛事，由瑞士苏黎世联邦理工学院创立，有力地推动着助残科技的蓬勃发展和产业化进程。此次总决赛堪称一场科技与竞技的盛宴，26个国家的76支队伍在8个大项中展开激烈角逐，其中 “上肢义肢” 组竞争之激烈程度更是非同一般。比赛规则严格且具有挑战性，参赛队伍需要一次性完成诸如假肢提重物、双臂协作、精细物体抓取、盲盒抓取等10个假肢操作任务，而最终成绩则取决于任务完成的数量和所用的时间。在赛场上，中国选手操作义肢时就像义肢是自己身体的一部分，仅用 8 分钟就精准无误地完成了数十个动作，其精彩表现赢得了现场观众的阵阵喝彩，雷鸣般的掌声在赛场久久回荡。

徐敏夺冠的背后，是东南大学机器人传感与控制技术研究所科研团队多年来的心血结晶。这是一支充满智慧与创新精神的团队，他们致力于用科技改变残障人士的生活。那么，义肢 “智能手” 是如何实现与残疾人 “人机一体”，从而完成那些看似不可能的复杂动作的呢？研发团队负责人、东南大学机器人传感与控制技术研究所所长宋爱国为我们揭开了神秘的面纱。原来，当人准备做出某个动作时，大脑首先感知周围环境，进而产生脑电波，这些脑电波沿着脊髓神经一路传导，当抵达前臂时，肌电信号开始发挥作用，控制肌肉收缩，从而驱动动作产生。东南大学的科研团队巧妙地在选手前臂断肢的皮肤上贴了一对电极片，这对电极片就像是一把神奇的钥匙，能够精准地解读和识别残肢肌电信号，并将其与义肢紧密相连，从而顺利驱动义肢运动。

为了确保义肢操作能够达到 “零失误” 的高水准，东南大学的研发团队可谓是匠心独运。他们为选手量身定制了一款穿戴式肩带，这款肩带看似普通，实则内藏玄机，其内部设有拉伸传感器。这个拉伸传感器就像一个敏锐的观察者，能够实时监测选手弓背时的肩膀运动状态。通过这种方式，传感器所监测到的肩部位移信号可以和从残肢端获取的肌电信号相互配合、协同工作，从而精确地控制手指的开合角度以及手腕关节的旋转角度。令人惊叹的是，二者之间存在着一种巧妙的关联：弓背角度越大，义肢手指的开合度就越大。除此之外，为了进一步优化义肢的性能，团队在部分零部件的制作上采用了先进的 3D 打印技术。这项技术的应用，不仅有效地减轻了 “智能手” 的重量，还大大降低了佩戴者的负担，使得义肢在使用过程中更加舒适、便捷。

在日常生活中，拧灯泡、摞杯子、拎水壶等这些看似平常的动作，对于义肢来说，却需要对抓取力道进行极为精细的控制。对此，研发团队成员、中国科学院苏州生物医学工程技术研究所博士后胡旭晖介绍道，东南大学科研团队在义肢的手指上植入了力触觉传感器。这个小小的传感器就像是一个精准的测力仪，能够敏锐地检测到抓取物体时义肢抓取力的大小和力的分布情况，并且可以通过震动刺激的方式将信号传递给手臂。其中的奥秘在于，抓取力越大，产生的震动刺激就越强烈，选手便可以根据震动的强度来准确地决定需要施加多大的力。不仅如此，为了让义肢的抓取功能更加全面和多样化，东南大学研发团队还在义肢手指上精心设置了 4 个不同形状的功能区，每个功能区都像是为特定形状物体量身定制的 “抓手”，分别用于抓取不同形状的物体，真正实现了义肢抓取功能的精细化。

而在此次比赛中，“盲盒取物” 项目无疑是最大的挑战。这个项目要求选手用义肢穿过遮挡的毛刷，在完全看不见物体的情况下抓取硬度不同的物体，其难度可想而知。然而，东南大学科研团队凭借其卓越的智慧和创新能力找到了突破的方法。他们在义肢手指中巧妙地安装了摄像头，通过先进的视觉识别技术，这个摄像头可以将捕捉到的图像信号转化为光信号，就像为义肢赋予了一双 “眼睛”，从而辅助选手顺利完成了抓取任务。也正是因为这一独特的设计，中国队成为了所有参赛团队中唯一完成这项高难度任务的队伍，展现出了东南大学科研成果的强大优势。

在宋爱国看来，这枚来之不易的金牌意义重大，它不仅是东南大学科研实力的有力证明，更是为 “中国智造” 增添了光彩照人的一笔，同时向全世界充分展示了我国残疾人康复事业的蓬勃发展和巨大进步。“我们始终坚持以满足人的实际需求为出发点开展科研。” 宋爱国坚定地说道。展望未来，东南大学的研发团队踌躇满志，他们将继续秉持着对科研的热爱和对残障群体的关怀，持续研制人机共融感更强、操作功能更实用、日常使用更轻便的义肢手，让科技成为残障群体生活中的温暖阳光，为他们的生活提供更多的便利和希望，让他们在科技的助力下，更加自信地迎接生活的挑战，拥抱美好的未来。

来源：新华社