目前，Anna團(tuán)隊(duì)研發(fā)的重點(diǎn)是能適應(yīng)不同運(yùn)動(dòng)平面的柔性機(jī)器假肢腳（以下簡稱假肢腳）。人的腳是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，骨骼、肌肉、韌帶和肌腱使足部結(jié)構(gòu)能適應(yīng)不同的地形、完成不同的動(dòng)作。足部也承擔(dān)著身體的重量負(fù)荷、吸收了運(yùn)動(dòng)中的沖擊力、并維持著日常活動(dòng)中的身體穩(wěn)定性。足部假肢的設(shè)計(jì)，在支撐身體運(yùn)動(dòng)負(fù)荷之余，還應(yīng)提供足夠的靈活性和彈性，以適應(yīng)不同的地形和運(yùn)動(dòng)任務(wù)，這樣才能提高佩戴者的生活質(zhì)量。但大多數(shù)的商業(yè)足部假肢采用了僵硬而平坦的足底設(shè)計(jì)，限制了患者對地面的適應(yīng)和調(diào)整、影響了患者保持身體穩(wěn)定性，一旦遇到不平坦的地形或障礙物，可能會(huì)帶來致命的跌倒。雖然一些假肢制造商，優(yōu)化了腳趾和踝關(guān)節(jié)致動(dòng)功能的設(shè)計(jì)，但他們?nèi)匀槐Ａ糁�平坦、�?jiān)硬的鞋底平面，這與腳的正常生理結(jié)構(gòu)和功能相比（能對不同地形和障礙物做出相應(yīng)的適應(yīng)性精細(xì)調(diào)整）仍有不足之處



Anna團(tuán)隊(duì)研發(fā)的假肢腳，采用了擬人化和自適應(yīng)性的設(shè)計(jì)靈感，由縱向足弓組件（前、后兩個(gè)剛性結(jié)構(gòu)，在踝關(guān)節(jié)相互連接）、腳跟組件以及前足組件（具有彈性和柔性特征的五個(gè)結(jié)構(gòu)）組成。這種特殊的設(shè)計(jì)使足部假肢可以根據(jù)作用在腳上的載荷和地面輪廓來改變它的形狀和剛度，從而使患者在不平坦地面上的穩(wěn)定性得到整體改善。目前，初代版本的假肢腳已經(jīng)在HRP-4人形機(jī)器人上進(jìn)行了測試，結(jié)果顯示：與剛性假肢腳相比，柔性機(jī)器假肢腳的跨越障礙物行走的能力有所提高。

為了更加客觀的評價(jià)假肢腳的功能，優(yōu)化假肢腳的設(shè)計(jì)，Anna團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室搭建了一套Vicon三維動(dòng)捕系統(tǒng)（12 個(gè)Vero紅外光學(xué)鏡頭+2個(gè)Vue視頻鏡頭+2塊AMTI測力臺(tái)）用于初代版本假肢腳的
步態(tài)分析測試。他們招募了一名身體健全的受試者和一名下肢截肢的假肢使用者，讓他們完成一些日常生活中的測試動(dòng)作（佩戴不同的商業(yè)假肢腳和我們的柔性機(jī)器假肢腳在不平坦、有障礙物的地面上行走），然后對比受試者佩戴不同假肢腳的步態(tài)特征和運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)表現(xiàn)，這些測試結(jié)果將會(huì)有效地推動(dòng)柔性機(jī)器假體腳的功能優(yōu)化。



Anna說：“Vicon系統(tǒng)非常適合我們的研究任務(wù)，它給我們帶來了很大的幫助！我們可以通過Vicon數(shù)據(jù)同步盒（lock lab）將標(biāo)記點(diǎn)的3D軌跡與其它數(shù)據(jù)信號（測力臺(tái)、第三方傳感器）同步采集分析、還可以在Vicon Nexos軟件中使用MATLAB后處理，并在Nexos軟件內(nèi)實(shí)現(xiàn)標(biāo)記點(diǎn)和視頻畫面的疊加顯示。眾所周知：三維動(dòng)捉系統(tǒng)是步態(tài)分析的黃金標(biāo)準(zhǔn)。因此，我們選擇使用Vicon系統(tǒng)進(jìn)行柔性機(jī)器假肢和商業(yè)假肢的對比評估，量化假肢佩戴者的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)，這些有助于我們在必要時(shí)進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)。”



未來，Anna團(tuán)隊(duì)會(huì)招募更多的下肢截肢受試者，進(jìn)一步評估柔性機(jī)器假肢腳的性能。她們有信心研發(fā)出直接接受中樞神經(jīng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)指令的假肢（假肢能接收和傳遞身體的感覺反饋、建立假肢和中樞神經(jīng)系統(tǒng)之間的雙向信息流動(dòng)），讓使用者完全控制自己的假肢。