慕尼黑工大软体气动手套问世:肌电+机器学习让瘫痪手重获抓握能力

打印派   2026-07-08 08:30:25

慕尼黑工业大学(Technical University of Munich, TUM)研究团队研制出一款软体气动手部外骨骼,能利用前臂肌肉的电信号和机器学习算法,协助手部瘫痪患者重新抓握杯子、盘子、叉勺等日常物品。 这款可穿戴设备以轻质织物手套为载体,内部嵌有13个独立气动腔室,通过对气囊的精准充放气,可分别控制每根手指的屈伸以及手腕的旋转,从而形成稳定、安全的抓握姿态。

与传统的刚性外骨骼不同,TUM开发的这套系统完全基于柔性材料构建,整体重量轻、顺应性好,佩戴时不会给使用者带来明显的机械负担。手套通过采集前臂表面肌电信号来判断用户的运动意图。当系统识别出“握住”或“松开”的动作倾向时,便会按预设模式向指定的气腔充气,驱动手指合拢或展开。气囊的布局和充气策略经过专门优化,既能产生足够的握力拿起水杯、餐盘等常见生活器具,又不会因过度施压而损伤物体或使用者的手部。

除了意图识别,手套还集成了额外的运动传感器,可在搬运过程中实时监测物品状态并维持抓握力,有效降低因手部无力或意外松弛导致的跌落风险。研究团队指出,这一防掉落机制对于提升瘫痪患者的独立生活能力具有实际意义,让他们在进餐、饮水等日常场景中减少对看护者的依赖。

从制造和产业化的角度看,此类软体气动手套的复杂内腔结构恰好落在增材制造的优势区间内。近年来,利用3D打印技术一体成型柔性气囊、定制化适配患者手型的案例正逐步增多,康复外骨骼的量产成本与交付速度由此得到改善。虽然TUM此次发布的原型未详述具体制造工艺,但软体机器人与增材制造的深度结合已成为业界公认的趋势之一,未来有望推动这类康复辅具从实验室走向大规模临床应用。


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