用于人机工效学手部康复的双作用织物基软体机器人手套
机器人学
2026-04-02 v1 人机交互
摘要
神经系统疾病导致的手部损伤严重限制了日常生活中的独立性，这促使了有效的辅助和康复策略的发展。软体机器人手套在这一背景下引起了越来越多的关注，但定制化、人机工效学适配和屈伸驱动方面的持续挑战限制了其临床应用。在此，我们提出了一种双作用织物基软体机器人手套，其包含与各个手指关节对齐的定制化驱动器。该手套包含五个独立控制的、支持手指屈伸的双作用驱动器，以及一个专门的拇指外展驱动器。利用计算机数控热封技术，我们制造了对称腔室驱动器，其在充气时采用凹面外表面，从而最大化手指接触面积并提高舒适度。系统表征证实，驱动器能够产生足够的关节力矩和指尖力以完成日常生活活动相关任务，且完整手套系统能够对常见家用物体产生足够的抓握力。一项针对十名健康受试者的初步研究表明，主动手套辅助显著降低了物体操作期间的前臂肌肉活动。一项针对三名颈脊髓损伤患者的初步可行性研究，涵盖七项功能性任务，结果表明手套辅助促进了更自然的抓握模式，并减少了对腱抓握的依赖，尽管这以当前驱动接口导致的完成任务时间增加为代价。这种可定制、人机工效学的设计代表了个性化手部康复和辅助机器人领域的一个实际步骤。
引用
@article{arxiv.2604.00768,
title = {A Dual-Action Fabric-Based Soft Robotic Glove for Ergonomic Hand Rehabilitation},
author = {Rui Chen and Firman Isma Serdana and Domenico Chiaradia and Xianlong Mai and Elena Losanno and Gabriele Righi and Claudia De Santis and Federica Serra and Vincent Mendez and Cristian Camardella and Daniele Leonardis and Giulio Del Popolo and Silvestro Micera and Antonio Frisoli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.00768},
year = {2026}
}