42、轻量级可穿戴上肢接口的设计原则

轻量级可穿戴上肢接口的设计原则

1. 可穿戴机器人的可穿戴接口

彼得·卡里亚尼认为，所有技术都是假肢，人类制造的每一件人工制品都是为了在某种程度上提升自身的能力。例如，轮子的发明让石器时代的人类能够搬运沉重的物品；印刷机的发明和广泛传播使人们能够阅读经典著作；蒸汽机的广泛使用让旅行和运输速度提高了 100 倍。

无论发明了什么，每一种新的人工制品都需要设计特定的用户界面（人机界面，HMI），从简单的独轮车把手到现代智能手机的捏合缩放玻璃屏幕。能够正确控制工具与工具本身一样重要，甚至更为重要，而控制是通过 HMI 来实现的。

日常生活中的一切都与 HMI 相关，我们需要灵活且直观的 HMI 来操作各种机电设备。灵活意味着 HMI 要能实现对设备的完全控制，直观则表示它要易于理解和操作，让用户能快速、安全地实现完全控制。

理想的 HMI 只需少量训练，就能让用户充分享受设备带来的功能增强。就像彼得·卡里亚尼所说，它是与假肢无缝、透明且有效的连接，一段时间后，用户会忘记它的存在，像使用自己身体的一部分一样使用设备。这种现象不仅影响着正常人的日常生活，也影响着肌肉骨骼退化患者、截肢者、中风康复者等。

由于机器人是复杂的人工制品，有时需要在恶劣、无结构的环境中运行，因此很多研究都致力于开发用于人机交互的 HMI。本文将探讨专门为控制可穿戴机器人而设计的 HMI，尤其是针对上肢截肢等残疾人士的 HMI，并利用生物信号实现人机协同适应。这些 HMI 面临着诸多挑战，它们需要轻便、低功耗，对信号变化和人类与环境交互的多样性具有鲁棒性。而且，大多数用户的身体功能受到限制，这使得 HMI 的设计更加困难。

2. 当前问题

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