40、上肢主动假肢系统概述

上肢主动假肢系统概述

1. 引言

我们周围的世界是为了便于用手和手臂操作而设计的，如家庭环境、工作场所、日常交通工具等。因此，上肢的缺失是一场悲剧，会严重影响日常生活的操作功能，还会造成心理创伤。以目前的上肢假肢技术水平，这种损失是不可逆的。

在现代社会中，上肢缺失的影响虽不如糖尿病、中风、神经退行性疾病等严重致残情况，甚至与下肢缺失相比也没那么显著。但就个体而言，上肢缺失会带来毁灭性后果，如无法操作日常用具，生活质量大幅下降；外貌和情感交流改变，导致社会排斥、自怜和严重心理问题等。

由于截肢是永久性的，假肢技术作为机器人学的一个分支，被归类为辅助机器人学而非康复机器人学。为部分恢复失去的功能，人们长期以来设计了各种假肢设备，但上肢假肢的功能恢复水平总体较差。目前，最多只能同时控制三个激活度（电机或电缆驱动的关节），且通常不是“自然”的控制方式，患者需学习复杂的肌肉冲动序列来切换电机控制。这也导致许多截肢者更倾向于佩戴装饰性假肢，甚至不佩戴任何假肢，上肢主动假肢的拒用率较高。

过去30年，一些应用科学和工程领域开始共同努力推动上肢主动假肢技术的发展。但这是一个整体的研究问题，需要在灵活性、功能性、控制、生物相容性、人机共生等多个层面同时解决，仅解决一个子问题通常无法得到广泛接受的全局解决方案。这需要多领域专家共同参与，且解决方案要从一开始就对终端用户进行在线测试，涉及人机交互、共适应和具身化的心理知识、用户界面设计和功能评估等，是一个典型的跨学科问题。

在探讨主动假肢的现状之前，有两点需要明确：一是要区分学术和商业上肢假肢硬件。大学实验室有大量学术原型，但多数不会转化为商业应用，仅用于少数实验。不过也有例外，如源于Cyberhand项目的A