用意念控制機(jī)械手是一種怎樣的體驗(yàn)?

給殘障人士一雙有力的臂膀

26年前，王超峰在執(zhí)行任務(wù)檢修線路時(shí)不幸被高壓電擊傷，永遠(yuǎn)失去了雙手。幸運(yùn)的是之后他遇見了不嫌棄自己的妻子，并生了一對(duì)可愛的兒女，但他卻無(wú)法給風(fēng)雨相伴的妻子一個(gè)擁抱，也不能在女兒滿分試卷上簽上自己的名字，這成了他心中最大的遺憾。

在浙江衛(wèi)視《智造將來(lái)》第七期舞臺(tái)上，王超峰卻實(shí)現(xiàn)了自己期盼已久的愿望，用機(jī)械手給妻子和兒女一個(gè)深情的擁抱。節(jié)目中，王超峰所配用的機(jī)械手正是張江企業(yè)上海傲意信息科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“傲意科技”）自主研發(fā)的“機(jī)械仿生手”。

肌電+傳感器，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白

傲意科技成立于2015年，專注于人體生物電傳感器技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)和模式識(shí)別算法、肌電手勢(shì)識(shí)別技術(shù)的研發(fā)，是國(guó)內(nèi)生物電傳感與模式識(shí)別領(lǐng)域領(lǐng)先企業(yè)。其肌電手勢(shì)識(shí)別技術(shù)與手勢(shì)體感控制器已廣泛應(yīng)用于AR、VR、高校創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)等多領(lǐng)域。醫(yī)療康復(fù)是他們重點(diǎn)進(jìn)入的垂直行業(yè)，除了肌電智能仿生手，多家知名醫(yī)院康復(fù)科室也正與其進(jìn)行多項(xiàng)目合作研發(fā)。

放眼國(guó)內(nèi)，肌電智能仿生手的發(fā)展還處于初期階段，但市場(chǎng)需求卻極為旺盛。

一方面，據(jù)中國(guó)殘疾人聯(lián)合會(huì)發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，目前我國(guó)殘疾人總數(shù)超過8500萬(wàn)，其中視力殘疾人數(shù)1200多萬(wàn)，肢體殘疾人數(shù)近2500萬(wàn)。

另一方面，隨著人口老齡化的到來(lái)，由人工智能幫助患者做康復(fù)訓(xùn)練指導(dǎo)和效果評(píng)估成了必然趨勢(shì)。

“國(guó)際上此類產(chǎn)品也問題重重，國(guó)外肌電交互義肢方式多是感應(yīng)手臂兩側(cè)屈肌和伸肌肌電信號(hào)，簡(jiǎn)單的根據(jù)這兩大塊肌肉群的肌電信號(hào)判斷，映射至義肢做出開合動(dòng)作。“傲意科技創(chuàng)始人倪華良介紹說(shuō)。

這種方式需要在義肢上人為設(shè)置多場(chǎng)景，但由此帶來(lái)的復(fù)雜操作導(dǎo)致患者在使用過程中所想非所動(dòng)，帶來(lái)體驗(yàn)上的不適感。

傲意科技決定反其道而行，從肌電+傳感器入手，推出全球首款人工智能模式識(shí)別仿生手OHand。

模式識(shí)別算法，實(shí)現(xiàn)千人千手

什么是肌電？在人體內(nèi)，所有的執(zhí)行信號(hào)都是由大腦發(fā)出，當(dāng)大腦發(fā)出控制信號(hào)，經(jīng)過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸，最終以電流的形式到達(dá)肌纖維，肌纖維受到電流刺激后收縮，通過肌腱帶動(dòng)骨骼完成動(dòng)作，這種電流信號(hào)被稱為肌肉電信號(hào)。值得注意的是，神經(jīng)信號(hào)多是經(jīng)過加密，在整個(gè)過程中執(zhí)行信號(hào)需要邊傳輸邊解碼。

“雖然患者可能失去了某個(gè)執(zhí)行部位，例如胳膊、手 ，但是他的中樞神經(jīng)發(fā)來(lái)的指令依然可以傳輸?shù)綒堉?，那我們就通過生物傳感器把他殘肢里面的神經(jīng)信號(hào)解讀出來(lái)，然后傳輸給機(jī)械手去執(zhí)行?！?倪華良說(shuō)。

但事實(shí)上，人體信號(hào)非常微弱，如何從殘疾人的殘肢里正確獲取信息，成為生物傳感器的一大難關(guān)，針對(duì)這一現(xiàn)象，傲意科技自主研制了肌電傳感器陣列，倪華良進(jìn)一步補(bǔ)充說(shuō)：“我們團(tuán)隊(duì)在生物信號(hào)和生物信號(hào)里的模式識(shí)別都具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，因此我們只花了兩年多的時(shí)間就完成了最底層的核心技術(shù)?！?/p>

Q

信號(hào)獲取后，又該如何處理？

“我們會(huì)建立一個(gè)辨識(shí)模型，例如這個(gè)信號(hào)表示他要去抓取，另一個(gè)信號(hào)是點(diǎn)擊，然后把辨識(shí)模型放入機(jī)械手內(nèi)，就可以執(zhí)行使用者的命令了?！?倪華良表示。

為了更精準(zhǔn)識(shí)別殘疾人的手勢(shì)意圖，傲意科技自主研制了肌電手勢(shì)模式識(shí)別人工智能平臺(tái)OTrain，在該模式下, OHand智能肌電仿生手可通過藍(lán)牙連接訓(xùn)練平臺(tái),記錄用戶的肌電信號(hào)并將其保存至肌電數(shù)據(jù)庫(kù)，倪華良說(shuō)：“用戶在使用過程中，數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)隨之增大,算法生成的手勢(shì)識(shí)別模型越發(fā)準(zhǔn)確, OHand智能肌電仿生手也就具備了學(xué)習(xí)進(jìn)化的能力，強(qiáng)大的模式識(shí)別算法實(shí)現(xiàn)了千人千手的人性化理念,從而保障了用戶的最佳體驗(yàn)?！?/p>

目前，OHand智能肌電仿生手已上市銷售，其可實(shí)現(xiàn)抓取水杯、寫字、握手等18種精細(xì)動(dòng)作，且每根手指都能單獨(dú)操作，可服務(wù)于肢體殘疾人和腦卒中患者。

給所有需要的人帶去普惠、實(shí)用的產(chǎn)品

“相比定價(jià)都在30萬(wàn)人民幣以上的國(guó)外同類產(chǎn)品，我們的智能肌電仿生手只有其三分之一到四分之一的價(jià)格，隨著產(chǎn)能上升，未來(lái)成本預(yù)期會(huì)變得更低。”倪華良希望通過努力，可以將傲意科技產(chǎn)品的市場(chǎng)影響力由目前的百分之一提高到百分之二十。

傲意科技的初步愿景是做一款適用性高，且普通患者都能買得起的產(chǎn)品，而其另一個(gè)更大的愿景則是造福全球?！霸跂|南亞、拉美、非洲等地，智能肌電仿生手的市場(chǎng)需求廣闊，我們可以提供更多的產(chǎn)品，幫助那些喪失勞動(dòng)力的殘疾人去過更好的生活。同時(shí)，我們也在與美國(guó)的公司進(jìn)行合作，通過其渠道和資源的優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品出海?！?/p>

未來(lái)，傲意科技會(huì)在仿生膝關(guān)節(jié)假肢、腦卒中中風(fēng)康復(fù)領(lǐng)域繼續(xù)探索，并將自主研發(fā)的傳感器和分析算法與康復(fù)治療用的矯形器、機(jī)器人相結(jié)合，通過采集病人的使用數(shù)據(jù)，建立生理數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行分析后自動(dòng)化開出“運(yùn)動(dòng)處方”，在幫助醫(yī)生提高效率的同時(shí)也幫助使用者迅速恢復(fù)康復(fù)。