新華社南京11月5日電（記者柯高陽(yáng)）提重物、抓紙片、擰燈泡、摞杯子、繞鐵環(huán)……10月26日，在瑞士蘇黎世舉行的第三屆“全球輔助技術(shù)奧運(yùn)會(huì)”（又稱“半機(jī)械人仿生奧運(yùn)會(huì)”）上，中國(guó)選手徐敏用義肢快速完成各項(xiàng)動(dòng)作，奪得本屆大賽“上肢義肢”組冠軍，同時(shí)刷新我國(guó)在全球頂級(jí)科技助殘賽事中創(chuàng)造的最好成績(jī)。

　　與徐敏“并肩作戰(zhàn)”的，是東南大學(xué)機(jī)器人傳感與控制技術(shù)研究所的科研團(tuán)隊(duì)。11月5日，記者走進(jìn)東南大學(xué)采訪，了解這塊“金牌”背后的科技助殘故事。

　　“全球輔助技術(shù)奧運(yùn)會(huì)”是由瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院創(chuàng)立，主要針對(duì)殘障人士與先進(jìn)科技輔助設(shè)備結(jié)合的一項(xiàng)國(guó)際性賽事。參賽者使用輔助性的機(jī)械動(dòng)力裝置來(lái)完成比賽，以此推動(dòng)助殘科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和加速產(chǎn)業(yè)化，讓更多殘障人士享受科技進(jìn)步帶來(lái)的便利。

　　本屆總決賽共有來(lái)自26個(gè)國(guó)家的76支隊(duì)伍參加8個(gè)大項(xiàng)的角逐，其中“上肢義肢”組是競(jìng)爭(zhēng)最為激烈的組別之一。參賽隊(duì)伍要一次性完成假肢提重物、雙臂協(xié)作、精細(xì)物體抓取、盲盒抓取等10個(gè)假肢操作任務(wù)，以任務(wù)完成數(shù)量和完成時(shí)間判定成績(jī)。中國(guó)選手操作的義肢如同“智能手”一般，僅用8分鐘精準(zhǔn)完成了數(shù)十個(gè)動(dòng)作要求，贏得現(xiàn)場(chǎng)觀眾的連連喝彩。

　　殘疾人與義肢是怎樣實(shí)現(xiàn)“人機(jī)一體”完成各種動(dòng)作的呢？義肢“智能手”研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、東南大學(xué)機(jī)器人傳感與控制技術(shù)研究所所長(zhǎng)宋愛國(guó)解釋，人在做出某個(gè)動(dòng)作前，先由大腦感知周圍環(huán)境，隨后產(chǎn)生腦電波。腦電波沿著脊髓神經(jīng)傳輸出去，當(dāng)傳遞到前臂時(shí)，肌電信號(hào)就會(huì)控制肌肉收縮，繼而驅(qū)動(dòng)動(dòng)作產(chǎn)生。

　　“要讓殘疾人靈活使用義肢，就需要幫助他們做好肌電的解碼和識(shí)別。”宋愛國(guó)告訴記者，研發(fā)團(tuán)隊(duì)在選手前臂斷肢的皮膚上貼了一對(duì)電極片，由它來(lái)解讀、識(shí)別殘肢肌電信號(hào)，再將其與義肢相連，驅(qū)動(dòng)義肢運(yùn)動(dòng)。

　　要想實(shí)現(xiàn)操作“零失誤”，“智能手”手指、手腕的驅(qū)動(dòng)必須做到精準(zhǔn)可靠。研發(fā)團(tuán)隊(duì)為選手量身定制了穿戴式肩帶，肩帶內(nèi)有拉伸傳感器，可以監(jiān)測(cè)選手弓背時(shí)的肩膀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。傳感器通過(guò)監(jiān)測(cè)肩部位移信號(hào)，與殘肢端獲取的肌電信號(hào)協(xié)同，控制手指的開合角度以及手腕關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度。弓背角度越大，義肢手指的開合度就越大。此外，部分零部件使用了3D打印技術(shù)，在為“智能手”減重的同時(shí)，大大減輕了佩戴負(fù)擔(dān)。

　　擰燈泡、摞杯子、拎水壺，這些動(dòng)作和抓取的物體差異很大，如何控制“手”上的力道？“我們?cè)诹x肢的手指上植入了力觸覺傳感器，用它來(lái)檢測(cè)抓取物體時(shí)，義肢抓取力的大小和力的分布，可以通過(guò)震動(dòng)刺激將信號(hào)傳給手臂。如果抓取力越大，震動(dòng)刺激就越強(qiáng)烈，選手就可以根據(jù)震動(dòng)強(qiáng)度，決定要施加多大的力�！毖邪l(fā)團(tuán)隊(duì)成員、中國(guó)科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所博士后胡旭暉介紹，為了讓義肢的抓取功能更全面，研發(fā)團(tuán)隊(duì)還在義肢手指上設(shè)置了4個(gè)不同形狀的功能區(qū)，分別用于抓取不同形狀的物體。

　　回憶比賽，胡旭暉認(rèn)為難度最大的項(xiàng)目是“盲盒取物”。這個(gè)項(xiàng)目要求選手用義肢穿過(guò)遮擋的毛刷，在肉眼看不見物體的情況下抓取硬度不同的物體。為了讓義肢擁有“眼睛”，研發(fā)團(tuán)隊(duì)在義肢手指中安裝了攝像頭，通過(guò)視覺識(shí)別技術(shù)，將捕捉到的圖像信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，輔助選手完成了抓取，也讓中國(guó)隊(duì)成為所有參賽團(tuán)隊(duì)中唯一完成這項(xiàng)任務(wù)的隊(duì)伍。

　　在宋愛國(guó)看來(lái)，這枚來(lái)之不易的“金牌”不僅為“中國(guó)智造”增光添彩，也向全世界展示了我國(guó)殘疾人康復(fù)事業(yè)的發(fā)展進(jìn)步�！耙�以滿足人的實(shí)際需求為出發(fā)點(diǎn)開展科研。”宋愛國(guó)說(shuō)，未來(lái)研發(fā)團(tuán)隊(duì)還將持續(xù)研制人機(jī)共融感更強(qiáng)、操作功能更實(shí)用、日常使用更輕便的義肢手，用科技為殘障群體生活提供更多便利。