苏州研制平价仿生手,让残障人士用得起,用得顺
2026-03-20 浏览量:0

在仿生手研发领域,有人执着于突破技术极限,追求最先进的功能体验,而苏州职业技术大学智能仿生手团队却用十年光阴,走出了一条不一样的道路。在教师张进峰的带领下,他们放弃“炫技”式研发,锚定残障人士“用得起、用得顺”的朴素需求,深耕平价仿生手研发。今年年初,经残障人士试用后发现,他们的仿生手能让使用者重获抓握物品的能力。这意味着离产品真正落地、服务残障人士的目标,又迈进了一步。

张进峰团队研发的历代仿生手 苏报融媒记者 蒋祖华/摄

初心缘起:听见残障人士的朴素期盼

“一款好的仿生手,不该是遥不可及的‘奢侈品’,而应是残障人士能买得起、用得顺、不尴尬的‘生活帮手’。”苏州职业技术大学智能仿生手工作室里,假肢手零件、控制板等实验装置随处可见。张进峰怀揣着这份滚烫的初心,领着一届又一届学生在这间工作室里,默默坚守了整整十年。

“我问过残友,他们说一些好的产品,售价都要几十万元。”这样的天价,像一道无形的鸿沟,将绝大多数残障人士拒之门外。“我碰到过很多截肢的残障人士,不管经济条件好坏,大多没能拥有属于自己的义肢或仿生手。有些人就算买了,因为功能不稳定,用了一段时间后还是扔在一旁不用了。”张进峰的话语里,满是难以掩饰的惋惜与共情。可市面上的产品,要么价格高不可攀,要么存在很多短板。“比如电机运转时发出的‘滋啦’声,在公共场合里会让他们感到尴尬,他们怕这个声音影响到别人,也会让他们意识到这不是自己的手。”

随着调研的深入,他们发现残障人士对仿生手的期盼,从来都不求功能复杂。“价格控制在两万至三万元,能适配政府补贴,能稳稳抓住一杯水、一个馒头,能从容应对日常起居就可以了。”这份藏在细节里的共情,成为团队开启研发之路的最大动力。

2016年,原本控制工程专业的张进峰,在上海大学攻读材料学博士期间,偶然接触到形状记忆合金丝,一个大胆的念头在他心中萌生:或许,这就是摆脱残障人士困境的关键。“这种材料最神奇的地方,就是形状记忆效应,加热以后它就会收缩,冷却了就能复位,就像我们人体的肌肉一样灵活,我们也叫它‘仿生肌肉’。”张进峰用一个小实验介绍这一特殊材料。实验中,电源通电,一根细丝经过几个滑轮,控制着整个假肢手的开合形态,全程安静无声,没有一丝刺耳的噪声。断电后,又在弹簧的拉力下恢复原状。“更难得的是,这种金属丝重量不到1克,让这只仿生手变得轻盈又贴合。”张进峰说。

记者体验仿生手抓握 苏报融媒记者 蒋祖华/摄

研发攻坚:破局瓶颈,以创新赴初心

传统仿生手,离不开位置传感、力度传感等一系列复杂部件,这些部件不仅让仿生手变得复杂笨重,更大大推高了制造成本。为了打破这一瓶颈,张进峰团队反复试验、不断摸索,省去所有额外传感器,仅凭记忆金属丝自身的电阻特性,就能实现仿生手抓握过程精准感知与控制。

与此同时,针对传统肌电信号易受皮肤肤质、汗液影响,频繁出现接触不良的问题,团队反复调试,设计出形状记忆超弹丝内嵌硅胶带的检测方案:只需将一根柔软的硅胶带绑在手部关节,通过形状记忆超弹细丝捕捉肌肉的细微张力变化,启停仿生手抓握。

这条研发之路,远比想象中坎坷。项目初期,他们的想法并不被身边人看好,甚至在一次行业大赛中,他们凭借创新的设计取得了不错的成绩,却因研发资金匮乏,项目一度陷入停滞。那一刻,老师和学生们的心血仿佛被泼了一盆冷水,满心挫败。可每当想起那些渴望拥有一双“好手”的残障人士,想起他们眼中的期盼与无奈,团队就又燃起了斗志。

他们不断调整研发方向,始终坚守“实用、平价”的核心。没有实验材料,就厚着脸皮向材料生产企业要样品;没有义肢模型,就专程驱车前往丹阳义肢厂,一遍又一遍向厂长介绍项目。尽管最终没能获得投资,但厂长被他们的执着与善意打动,无偿提供了自家的义肢产品作为实验模型。

转机出现在团队与上海交大材料学金明江博士的偶然结识。了解项目后,金博士很快决定为团队提供更好的驱动材料,提升了假肢手的驱动性能。团队从单个手指控制起步,逐步摸索、反复调试,随后成功研发出三指仿生手,还大胆尝试了五指设计。然而,他们很快便发现,手指数量越多,抓握同步性越难以把控,造价也会大幅上涨。 “残障人士要的不是‘炫技’的高科技,而是能实实在在帮到他们的工具,简单的抓握,就足以支撑他们的日常生活。”秉持着这份清醒的认知,团队毅然舍弃复杂设计,回归初心,简化方案,以最为简洁的设计,达成了最具实用性的抓握功能,使每一分投入,都用在残障人士最为需要之处。

张进峰与团队成员在讨论 苏报融媒记者 蒋祖华/摄

成果初显:巧手落地,点亮生活新希望

十年坚守,终见曙光。如今,他们的项目已获得国家知识产权局颁发的多个发明专利证书,团队还在中美创客大赛等多个全国性比赛中获一等奖。项目启动至今,已有20多名学生和他一起守护着这份温暖的事业。每一次带新学生,张进峰都会反复叮嘱:“我们做这个项目,重点从来不是最终的结果,而是在并肩推进的过程中,积累工程技术、丰富研究经验、锤炼责任担当,这些东西,会成为你们一生的财富。”

近日,团队委托苏州市肢残协会,邀请残障人士对研发的仿生手进行实用性测试。测试现场,一名普通残障人士,仅用十多分钟的学习,就熟练掌握了仿生手的操作。只见她穿戴好仿生手后,轻松地握住洗碗用的百洁布,动作流畅而自然。这一幕,不仅见证了这款仿生手的实用性,更标志着项目实现了“从0到1”的关键突破,距离真正落地服务残障人士,又近了坚实的一步。

苏州市肢残协会副会长程黎栋表示,目前苏州上肢缺失人士有数千人,张进峰团队研发的项目,或许并非仿生手赛道上最先进的成果,却有着最动人的初心。当前协会已将该项目推荐给相关企业,希望在企业资源的扶持下,这个项目能尽早落地。“接下来团队会继续完善细节,优化产品,全力推动项目落地争取早日实现量产,让残障朋友重新拥有灵活的手。”张进峰说。(苏报融媒记者 蒋祖华/文)


来源:引力播

编辑:罗宇凡

审读:高原

审核:徐立明

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