黑科技来了 | 这只科技之“手”,让他们重“掌”人生

发布时间:2022.01.13 17:54  访问次数:  作者:

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转自:公众号 你好张江

QUESTION

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什么是黑科技?

       喝水、写字、打伞……在某次公益活动现场,从小失去左手的“00后”大学生庞启龙用智能仿生手自如地演示着这一系列动作。


       同样天生左手缺失的“80后”画家张粤成坐在画板前,用左边的智能仿生手稳稳地拿着调色盘,这只智能仿生手五指形如子弹,肉色臂套散发金属光泽,手背上的莹莹绿点,是它的开关。张粤成可以用意念精准控制仿生手的每根手指。




近年来,随着现代科学技术的不断发展,脑机接口、人工智能等前沿技术在残障人士辅助器具领域得到广泛应用。上海傲意信息科技有限公司(以下简称“傲意科技”)专注于生物信号传感器、人工智能模式识别、智能辅具、智能仿生义肢等前沿技术和产品的研发。


       和需要通过物理按键或摇晃等方式才能实现简单手势切换的传统的功能性义肢不同,傲意科技自主研发的黑科技产品——OHand智能仿生手能够通过肌电神经传感器阵列和AI技术感知用户的控制意图,从而实现更精准和易用的义肢使用体验。


       那么,这只会“读心术”的仿生手如何使用?又有哪些强大的功能呢?下面,小编带大家了解一下——

感、知、动,“再造”一双手


        1924年,德国医生贝格尔在人类历史上首次记录到人脑脑电波活动现象,脑机结合研究的纪元就此开启;

1999年,人类首次实验证明大脑皮层神经元群可以直接控制机械手臂,这一发现促进脑机接口技术开始应用于义肢研发。



       人的动作意图由大脑发出,经由脊髓传递到外周神经,支配肌肉运动。这一过程中,肌肉内还伴随可观测的肌电信号。OHand智能仿生手的工作原理就是利用“神经接口”传递皮下肌肉发出的微弱神经信号,把大脑发出的信号反馈在仿生手上,并精准控制五个手指的活动。这也意味着,使用者心里想用这只义肢做什么动作,残肢上的神经就会传达出来,通过AI分析更智能地控制这只仿生手。


         据傲意科技创始人倪华良介绍,由公司自主研发的OHand智能仿生手主要特色可以归纳为以下三个字:感、知、动。



01


,即肌电信号采集。在人体内,存在多种可以被观测的生物电信号,例如大家较熟悉的心电,其他主要的还有脑电和肌电,代表了神经信号的活动。基于肌电信号和动作间的相关性,傲意科技采用无创的肌电传感器收集此种生物电信号,开发了神经接口和生物传感器阵列技术,并实现高精度肌电信号的采集


02


,即意图识别,也就是说仿生手可以准确地识别用户的动作意图。傲意科技通过把用户贡献的肌电信号作为数据库,经过AI算法训练,产生意图识别的分类模型,然后下载到集成在仿生手内的AI边缘计算模块,实现动作意图的识别。


03

,即行动自由度,也就是仿生手的机械设计。据了解,傲意科技推出的OHand智能仿生手里面有280多个零件,每个手指都能像真手一样活动自如,保证残疾人在使用过程中的稳健耐用和实现动作的多样性。



“在构思这款产品时。我们首先想的是做一款拥有仿生结构的智能手,让每根手指头都可以单独运动,再结合‘感、知、动’三个特性,让使用者通过这双智能手完成日常生活中抓、捏、握等各种动作。”傲意科技创始人倪华良说。


多场景应用,加速商业化进程


        拿起一双筷子夹起食物,放进身前的碟中,再用自己的筷子夹起食用,这对一般人来说,是毫不费力的事。但仿生手要完成这一系列动作,从生理信号采集识别,到产品材质、构造……各个环节都需要经过缜密设计。


       在采访现场,倪华良向我们展示了OHand智能仿生手的使用方法——


        只见他将一个布满传感芯片的臂环套在自己的手臂上,并与桌上的一个“机械手”进行无线链接。神奇的一幕就在这一刻出现了!他手部做出的动作,会投射到仿生手上。


       OHand智能仿生手结构精密,可模拟人手做出抓、握、捏等20多种手部动作,用户可以在手机APP上选择自己需要的动作,实现用户体验的定制化,满足基本的生活需求。每次使用,系统都会自动记录并储存数据,这样即使是换了新的仿生手,也不用担心数据丢失、或重新适应新的智能义肢等问题。



      倪华良告诉我们,OHand智能仿生手的研发设计开始于2017年8月,从萌生想法到研制出样机,大约花了1年时间;紧接着,又花了1年时间进行优化。期间,傲意科技研发团队也遭遇了不少难题,但通过克服这些技术难题,2019年完成了第四代产品的全部设计,并于2020年完成了所有批量生产,启动了商业化。


      迄今为止,OHand智能仿生手是中国第一台、全球第三台实现批量生产的仿生手义肢,独立研发自有知识产权,打破了国外公司的市场垄断,具有极高的性价比。


       其核心知识产权包括:神经传感器、神经信号AI识别、精密机械结构设计、微型电机和齿轮箱技术。公司已获授权7项发明专利,29项实用新型专利和12项外观和9项软件著作权,并有多项发明专利审核中。

近期,傲意科技参与起草的首个“智能肌电控制仿生手”团体标准由中国肢残人协会发布并实施。此项标准,将有助于我国残疾人辅具智能化程度的提升,真正地赋能残疾人。


降低成本,做普惠科技产品

       目前,中国残疾人总数约8500万人,其中肢体残疾约2400万人,占比约29%,是残疾人中最大的群体,而上肢残疾人约有上千万人之多。造成上肢残缺的原因包括先天缺陷、疾病及意外伤害等。


      中国残疾人联合会相关负责人介绍,到2025年,我国残疾人基本辅助器具适配率预计将达到85%以上。

2021年7月,国务院发布的《“十四五”残疾人保障和发展规划》提出要“加快康复辅助器具创新产品研发生产,增强优质康复辅助器具供给能力,推动康复辅助器具服务提质升级;鼓励实施公益性康复辅助器具适配项目”。



       然而,高科技康复产品由于研发成本巨大,价格昂贵,难以量产,很多无法真正走进残疾人的家中,最终成了橱窗中的“摆设”。数据显示:目前,中国假肢的普及率很低,有些产品只有1-2%,也就是说100个人中只有1-2个人用得起。


       以智能仿生手为例,由于技术的稀缺性和研发需要的高成本,智能仿生手在市场上销售价格非常昂贵,大概需要30多万人民币。这对残疾人士来说,无疑是一笔巨大的支出。



       相比国外同类定价30万人民币以上的产品,傲意科技的OHand智能仿生手定价在10万左右,并且随着产能上升,核心部件的自研更替,未来成本将更低。倪华良希望通过努力,将这个行业的普及率由目前的1%提高到20%。


“涉及到残疾人、老年人领域的产品,性价比是一定要追求的指标,这也是我们和其他产品最大的差异。”倪华良说。


“十三五”期间,我国通过实施精准康复服务行动等,累计为1252.5万残疾人提供辅助器具服务,2020年残疾人基本辅助器具适配率超过80%。


      2020年,傲意科技先后向上海市残疾人福利基金会、广东省残疾人福利基金会、中国残疾人福利基金会等累计捐赠了100多个OHand智能仿生手,在实现社会责任的同时,通过前期用户的反馈,对产品进行了调优,更好地解决他们的需求。当下,通过采集、处理人体肌电神经电信号,帮助佩戴者重获双手功能的OHand智能仿生手正在为越来越多的肢残人士带去福音。



原文链接:

https://mp.weixin.qq.com/s/4FiYWMooPIZy0WZalcQlcA


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