研究突破与学术认可 - 东南大学宋爱国教授领导的HANDSON团队在2024年Cybathlon全球辅助技术大赛中夺冠 技术细节获国际顶级期刊《Science Robotics》刊登 标志中国辅助技术研究首次获得高级别国际学术认可[1][3] - 研究成果以"Arm prosthesis with dexterous control and sensory feedback delivers winning performance at Cybathlon"为题发表 47岁截肢者徐敏凭借该技术击败全球顶尖团队 摘得手臂假肢项目桂冠[3] 赛事背景与竞技表现 - Cybathlon由苏黎世联邦理工学院2013年创立 聚焦通过技术解决日常生活中的实际障碍 参赛需完成处理食物、开关门、使用工具等模拟日常任务[6] - 徐敏在2024年10月苏黎世赛场完成所有任务 是唯一成功完成最难题"触觉袋"的选手 需仅凭假手从盲取袋中取出特定形状和柔顺性物体[8] - 徐敏17岁时因工伤失去右上肢 三十年习惯单手生活 无肌电控制经验 但凭借不同行业工作经历培养的热情和坚定性格 与技术团队无缝合作[8][10] 技术创新细节 - 开发三自由度手腕设计与双指夹持器结构 近端指骨强化用于抓取重物 远端指骨专用于精细操作 腕部结合主动旋转伺服系统与被动屈曲关节 减少拧灯泡等任务中的身体代偿性运动[13][15] - 针对残肢情况开发体驱动/肌电混合控制界面 两个可拉伸织物传感器检测肩部运动实现手部驱动 双点肌电传感器驱动腕部旋转 提高手部操控可靠性并实现独立腕部控制[17] - 假手掌心集成单目摄像头 连接机器视觉识别模块 实时识别物体几何形状和材料特性 通过四种发光按钮输入目标特征 电子蜂鸣器发出不同抓取阶段信号 构成多模态反馈系统[18][20] 研发历程与性能优化 - 团队研究始于2007年 专注先进感觉和反馈系统集成 决赛前挑战赛曾因抓握力和腕部控制问题放弃任务 但与其他中国团队合作后改用两指夹爪取代五指假肢手 提高功能兼容性[11][21] - 2024年决赛任务注重假肢手综合性能 需平衡精细和强大抓握、增强手腕灵活性、提高双手协调性及提供有效感觉反馈 "触觉袋"任务需综合运用视觉、听觉和触觉反馈[21] 技术价值与应用前景 - 实现感知与运动控制的闭环系统 机器视觉集成提供前所未有的环境感知能力 超越传统肌电信号控制方式 多模态反馈方法创新解决感觉缺失问题[25] - Cybathlon作为测试平台验证辅助技术在真实环境中的性能 推动技术从实验室走向日常生活 团队计划改进设计并扩展应用 重点包括降低成本、提高可靠性、延长电池寿命及开发智能控制算法[27][28]