4名本科生旧料做仿生手臂 用“意念”让它动起来

4月3日上午，西安交通大学学生王荟晅对仿生手臂进行调试华商报记者 赵彬 摄

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华商报讯（记者 佘欣 摄影 赵彬）4名西安交大本科生，用旧料做仿生手臂，通过“意念”控制手臂活动，“我们希望未来能帮助更多残疾人。”他们说。

4月3日上午，华商报记者在西安交通大学创业基地见到了王荟晅、严育豪、张浩3名同学。“我们这个仿生手臂是4个人一起完成的，刚开始只是单纯做了一个手臂，通过3D打印机打印出来每一个小零件，像搭积木一样拼起来，再用胶枪粘好。”计算机专业大三的严育豪说，后来想到了钢铁侠，就想让手能动起来，于是在手臂里加了铜丝、舵机等材料。

王荟晅在交大机械工程（食品）专业上大四，这次仿生手臂的创意思路是她想出来的，“刚开学课也不太多，我们就突发奇想做了这个仿生手臂，实践中灵感越来越强，后来可以通过肌力和意念控制手臂来动。”王荟晅说，打印手臂花费不到200元，其他元器件都是别的实验废旧器材中拆下来的，造价并不高，未来该技术可用于假肢等医疗救治中。

组装手臂是由信息与计算科学专业的伊小蝶完成，后期软件程序代码由严育豪完成。“打印手臂组装用了一周多时间，后来写代码用了一个月。”严育豪说，后期手臂使用过程中的维护是由信息工程专业大二的学生张浩完成。

记者看到，这个仿生手臂和成人手臂大小差不多，里面连着很多电线和一块电池，同时配有一个肌电环和脑电环，连接电脑程序。张浩戴上肌电环和脑电环后，做出手势后通过“意念控制”，仿生手臂也能做出相同手势，比如ok、666等。严育豪说，肌电是通过肌肉神经控制假肢手指的活动，而脑电像开关一样是总控，“肌电和脑电的指令传输到电脑端，电脑经过处理，传输到仿生手臂上，所以可以通过意念控制手臂。”

王荟晅说，目前市场上能动的假肢从几万元到十几万元价格不等，也都只有肌电控制没有脑电，最普通的仿真假肢也要几万元。“手臂里的5个舵机来控制铜线，由此带动手指活动。目前这个手臂看着比较粗糙，为了节约成本，所有上色工艺等都没有做。铜线也很便宜，手指现在比较松动，需要调试，后期换钢线会更好。”王荟晅说，他们这个设计的创新也在于脑电环，如果材料换好一些，成本造价在两三千元，目的也是想帮助更多的人。

知道一下

用“意念”还能干什么?

除了用“意念控制”的仿生手臂外，“意念”还能用到哪些科学研究中？昨日，王荟晅说，这次仿生手臂中用到的肌电圈最早就是之前实验中用在玩具上的，“人戴上这个肌电圈，手上做出动作，相应的玩具也能做出同样的动作。”

王荟晅说，用肌电和脑电控制的腿部假肢也可以做，“原理思路是一样的，但腿部可能比手臂要难一些，腿部的肌电控制应该要贴片。”王荟晅说，她还打算将脑电圈应用在多动症的研究中，“多动症的孩子注意力不集中，脑电圈其实就是提高注意力，让孩子更专注做一件事。”

什么是“意念控制”？

王荟晅说，其实真正的意念控制很难去界定，意念控制目前技术精度非常低，是检测脑区活跃度的，所以并不能实现应用。“霍金生前用的是眼动仪，眼球控制。现在能应用的非植入型的层次也就是专注度控制，专注度就是一个信号，通过算法连接到某个特定指令。我们现在做的仿生手臂是通过专注度启动，也就是用专注度作为肌电采集到启动指令，然后动作是通过肌电来控制。”她说，肌电采集准确率可以达到100%，而脑电是起到开关作用。

“意念控制”的原理是什么？

严育豪说，“意念控制”的原理主要是脑电和肌电，“残疾人或者一半身体动不了的偏瘫患者戴上肌电圈，他们虽然没有胳膊，但接触到肌电圈的肌肉可以传达想要挠痒、拿东西、握拳等信号。同时，头上戴的脑电圈上有电极，大脑可以处理要不要做出这些行为，大脑的处理结果通过脑电圈传送到终端。”

严育豪说，他们的设计中目前接收肌电、脑电的工具就是电脑，“这个工具也可以换成手机等，我在电脑中写好了软件代码。信号传导电脑中进行转换，转换好后发送给仿生手臂，手臂做出相应动作。因为设备都是基础款，传递时间比较长，信号转换再发送目前需要两三秒，也就是说人做出一个动作，仿生手臂要过几秒才能感应到，再做出同样动作。”

如何防止意外出现？

严育豪说，以他们做的仿生手臂为例，除了目前患者自己通过肌电和脑电去做想要做的事情外，将来也可以研究将电脑处理端做成手机App等，固定动作写成固定代码，直接在App里进行选择就行。“比如一个残疾人可能少了一只手，但他可以用另一只手操作手机，通过手机发出指令信号，让仿生手去做动作。这样可以提高动作的准确性，防止意外出现。家人也可以通过手机操作帮助残疾人完成动作指令。”华商报记者 佘欣

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