哈工大造出神奇“第三只手”，人机协同抗超重物

人类一直梦想拥有更多手臂完成复杂任务，如今这一梦想被哈尔滨工业大学的团队推进了一大步。他们研发的上肢外肢体机器人不仅能扛起 10 公斤重物，还能精准“读懂”人的意图，实现人机完美协同。

上肢外肢体机器人并非传统意义上的假肢或外骨骼机器人，它在物理结构、感知能力和运动控制等方面实现了人体与机械肢体的深度融合。它就像给人体增添了一只得力的臂膀，拓展了人的运动和操作能力。穿戴者能直接感受其触觉反馈，而在新型人机系统中，穿戴者意图的传达、人机角色分配及以人为中心的交互设计至关重要。

哈工大团队的创新在于提出了以人为中心的意图引导协同作业控制器。在此框架中，穿戴者成为“领导者”，外肢体机器人是“跟随者”，实现了人机间高效的信息传递与自主协调。该系统融合多传感器的姿态数据，捕获人体运动状态，通过特殊网络处理肌电信号，识别多种自然手势。基于人机浮动基系统模型，保障了系统的安全和力柔顺交互，还激发了外肢体机器人在其他场景的应用。

为验证控制方法的有效性，团队开展了严谨的负载搬运实验。实验中，外肢体机器人末端安装两个六维力传感器，每位测试者重复实验 10 次，首次未完成抓取算失败。结果显示，外肢体机器人能自主与穿戴者配合，按规划抓取物体，理解穿戴者意图切换动作，分担至少 95%负重，使穿戴者肌肉兴奋度大幅降低，肌电信号峰值至少减少 80%。对比实验表明，使用新控制方法平均至少节省 7 秒，效率显著提高。

总的来说，这项研究有四大创新点：

1. 开发意图引导型主从控制器，实现自然信息交互。

2. 精确识别肢体运动和肌肉意图。

3. 构建动态模型，解决力柔顺交互问题。

4. 将控制器应用于负载搬运场景，验证方法的有效性。

这一研究不仅展现了上肢外肢体机器人在负载搬运中的价值，也为人机协同交互提供了新框架，有望在工业制造、医疗救援等多领域应用，开辟智能协作新可能。