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靠传感器和算法能力,采集残疾人肌肉、神经电信号,“翻译”大脑传达的意图,精确控制运动——

用仿生手弹琴打字 靠仿生腿攀岩冲浪(民生一线)

市场价10余万元,是国外同类型产品价格的约1/5

本报记者 窦 皓
2025年02月20日06:05 | 来源:人民网-人民日报
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  周键穿戴智能仿生手弹奏电子琴。

  林韵穿戴智能仿生腿攀岩。
  图均为受访者供图

  走进位于浙江省杭州市余杭区的人工智能小镇,浙江强脑科技有限公司(以下简称“强脑科技”)的办公区,周键正在电脑前敲击键盘,撰写文案。定睛一瞧,才发现,右手是一只铝合金构造的智能仿生手,屏幕前的打字速率不亚于健全的左手。

  12岁时,周键因为一场意外失去了右手。“刷牙洗脸这样的小事,做起来都费劲儿。”周键说,为此他只能从最简单的动作开始,重新学习单手生活。

  2022年大学毕业,得益于公益项目的资助,周键用上了强脑科技研发的智能仿生手。“以前用的传统假肢功能单一,就是个装饰,后来干脆不用了。现在感觉失去10年的右手又回来了。”周键边说边拿起橘子,剥了起来,“刚装上时,接受腔里的电极会采集我做各种动作的肌肉电信号、神经电信号。当我想做某个动作时,仿生手会根据采集到的信号判断我的运动意图,做出相应的手势动作,反复练习,就可以应用自如。”

  想要更加灵活地控制假手动作,实现“手随心动”,周键下了不少功夫。在他的手机相册里,还保留着一张歌曲《大鱼》片段的简谱。一年多前,对音乐零基础的他,开始自学用智能仿生手弹钢琴。

  没有学过乐理知识,那就从识谱开始学起,空余的工作时间周键一头扎进了琴房。从灵活控制一根手指,到整只手,再到两只手相互配合弹奏,这一练就是大半年。

  从最开始的歌曲片段,到如今可以完整弹奏好几首乐曲,周键打开了新世界的大门。前不久的一场演出上,周键右手穿戴智能仿生手,和左手在琴键上相互配合,来回游走,一曲旋律悠扬的《大鱼》流淌而出。

  现在的周键,开门、搬运、握手等动作已成为习惯。乘坐高铁,碰上行李重的旅客,他也会搭把手:“以前乘车带行李,需要别人的帮助。现在我也可以帮助别人。”

  “不同于国外在大脑植入脑机芯片,我们采用的是非侵入式脑机技术,不用开颅、风险更低,但难点在于皮肤信号非常微弱,要不断突破传感器和算法能力,采集微弱的肌肉电信号、神经电信号,‘翻译’人脑传达的运动意图,精确控制手的运动。”强脑科技创始人韩璧丞说,仅仅采样电极材料的配方和结构设计,就经历了上千次迭代。

  强脑科技的智能仿生手已实现量产,市场价10余万元,是国外同类型产品价格的1/7到1/5,可以直接进行定制、采购、安装。实验室里,新一代智能仿生手正在紧张测试。新产品不仅更接近于人手的形态,还内置了压力、温度等传感器,动作更加精准灵活的同时,还能感受到对方手心传来的温度。

  足蹬跑步鞋,身穿运动裤,26岁的林韵很喜欢慢跑。远远望去,身姿矫健,步伐轻快。撩起裤脚,方才发现,他的右侧大腿以下,穿戴着强脑科技的智能仿生腿。

  曾经颇有短跑天赋的林韵,初三时凭借体育成绩被当地重点高中提前录取。中考完第三天,他却因为意外失去了右腿。和很多长期穿着传统机械假肢的残障人士一样,林韵走起路来身体就像拖着一根棍子,一次只能走上半步。常规假肢由于缺乏良好的支撑,难以应对草地、沙地等复杂路面,林韵平均一周得摔个两三次。时间长了,他也不再愿意出门。

  在强脑科技的支持下,林韵换装了智能仿生腿,价格同样为10余万元,相当于国外同类型产品价格的约1/5。

  “智能仿生腿落地时的支撑和阻力,可以根据场景灵活调节。”林韵说,在康复师的帮助下,他开始重新找回儿时走路的记忆:自由发力,大胆行走,完全不用担心会摔跤。

  从学会走路,到能够交替上下楼梯,林韵开始练习跑步。“很久没有跑过了,没事就得多练。”林韵说,智能仿生腿通过内置的传感器系统实时采集用户行走数据,经过算法处理后转化为控制指令,驱动液压系统进行动态调节,从而实现对不同运动状态的智能适配。反复训练后,他走路已经和健全人没什么区别。

  渐渐地,林韵走出了家门,也变得更加自信——以前回到老家,亲戚朋友的孩子总不让自己抱,大伙儿担心一不留神就摔了。现在他最喜欢的便是抱着孩子,和他们一起玩耍。智能仿生腿也成了林韵日常生活中不可或缺的一部分,从早到晚都离不开它。

  “风再次从我的脸颊边擦过,那种感觉真的无法形容。”穿上智能仿生腿的林韵,又“跑”了起来。通过设定不同的模式,智能仿生腿还可以提供不同的阻力和支撑力,方便做不同的动作。现在,林韵不仅可以健身、攀岩,还尝试了冲浪和跳伞。未来,他还有个目标——靠自己的努力,登上珠穆朗玛峰。

  近年来,强脑科技还积极联合各地残联、基金会等组织,以极低甚至免费的价格为符合条件的残疾人提供智能仿生手、智能仿生腿,如已在广东省人民医院、郑州大学第三附属医院落地、所资助用户已遍布全国70%省份的“前臂缺失公益项目”,以及在浙江省发展改革委、浙江省残联的指导下,由浙江省残疾人福利基金会发起的“浙江省科技助力肢残人士”公益项目。

  “脑机接口在医疗、康复和下一代人机交互等方面蕴含着巨大的发展潜力。我们将加速技术与人工智能、大数据、云计算等领域的融合创新,开拓更多样化的产品线,为不同人群提供个性化服务,打开生活的无限可能。”韩璧丞说。

  《 人民日报 》( 2025年02月20日 15 版)

(责编:白宇、卫嘉)

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