【项目背景】
随着社会经济持续增长和人口老龄化进程加速，中风、脊髓损伤等导致的上肢运动功能障碍人群规模持续扩大。康复医疗养护产业已成为当前市场中的重要组成部分。
现有康复机器人多为固定结构，无法动态适应患者体型差异与康复阶段变化，且自由度受到固定机械的限制，进而影响训练效果，同时，这类上肢康复技术多依赖固定轨迹训练或单一力控模式，缺乏对患者运动意图的主动感知，难以激发神经肌肉代偿功能。
本项目聚焦医疗康复领域两大核心方向：一是满足上肢运动功能障碍人群的行动辅助与运动功能康复训练需求，二是弥补传统康复机器人人机交互模式单一、个性化适配能力不足的技术缺口。项目融合肌电信号与IMU传感器的多模态控制，可显著提升康复训练的精准性，且产品贴附于用户上肢，其自由度不低于用户上肢康复所需的最大自由度，避免了康复运动受限这一缺点。
【解决方案】
通过融合智能机器人技术与康复医学，构建具备动态力反馈控制、多模态信息交互和自适应的新型康复外骨骼机器人。本系统通过EMG传感器和IMU惯性传感器采集肌肉活动和手臂运动数据，经软件程序计算分析助力需求与姿态参数后，将控制信号传递给驱动电机，驱动外骨骼执行相应动作，同时实时评估助力效果，并将实时采集的姿态数据与 EMG 信号反向反馈至控制系统，动态调整助力参数，持续优化助力效果，形成完整的自动控制闭环，有效提升外骨骼整体的流畅性和便捷性，降低不适感。
【特色成效】
该项目研发多模态传感融合的轻量化上肢助力外骨骼系统。构建 IMU-EMG 信号联合控制模型，实现生物电信号与物理运动信号的互补感知；采用模块化仿生关节设计，结合动态限位机制确保用户康复过程中的安全性；开发实时控制算法，集成非线性补偿以提升响应精度。其创新点包括多模态感知协同、仿生结构设计和智能控制算法优化。技术路线围绕传感系统集成、关节结构优化、控制算法开发及系统测试验证四大环节推进。
第二十六届中国机器人及人工智能大赛新质生产力赛道——国家级一等奖
第二十七届中国机器人及人工智能大赛机器人创新赛——国家级二等奖
第二十七届中国机器人及人工智能大赛新质生产力赛道——省级三等奖
2025年iCAN大学生创新创业大赛创新赛——省级一等奖
【指导教师简介】
何福本教授，深耕智能机器人领域多年，凭借扎实的学术功底与丰富的实践经验，为项目提供核心技术支撑。其主要研究方向聚焦智能机器人系统开发、机器人仿生学设计及智能制造技术创新，尤其在多模态传感融合、仿生关节结构优化等关键技术领域深耕细研，研究成果与本上肢康复外骨骼项目的核心技术需求高度契合，能够为系统研发、算法优化、结构设计等环节提供精准指导。
何老师拥有机械制造及其自动化专业博士学位，学术积淀深厚，科研产出丰硕。近年来，他围绕机器人智能控制、仿生机械设计等方向持续攻关，在国际知名期刊与国内核心期刊发表学术论文20余篇，其中SCI检索2篇、EI检索8篇，研究成果得到行业内广泛认可；同时注重技术成果转化，已成功授权发明专利3项，相关技术已在智能装备研发、工业机器人应用等场景中展现出良好的实践价值。
在人才培养方面，何老师始终秉持“创新引领、实践赋能”的理念，格外注重锻炼学生的科研创新能力与工程实践能力。近三年来，他悉心指导学生团队参与各类高水平学科竞赛，带领学生在‘中国机器人大赛暨 RoboCup 机器人世界杯’‘全国大学生智能汽车竞赛’等多项国家级赛事中屡获佳绩，累计斩获国家级一等奖 4 项、二等奖 3 项，培养出一批兼具理论素养与实操能力的优秀人才。其严谨的科研态度、丰富的项目指导经验，为本次上肢外骨骼项目的顺利推进、技术突破及成果转化提供强有力的保障。
