[00052019]智能假肢的研究与开发

一、项目简介

　　智能假肢的研究与开发是一种能够很好代偿下肢残缺者基本功能的机械电子装置，集信息、电子、控制、生物医疗、材料、能源以及机械技术为一体。智能仿生腿可以帮助残疾人恢复生产能力，使残疾人自力更生，为社会减轻经济负担，促进社会的稳定和繁荣。目前，它已经成为许多发达国家康复医疗领域的研究热点。

　　智能仿生腿是一种高级智能假腿。

　　工作原理如下：

　　通过安装在仿生腿上的传感系统获取人体行走过程中的步态信息，并将信息传给微处理器，微处理器据此信息调节膝关节处的智能阻尼器，改变仿生腿步态，从而实现对健康腿步态的实时、准确跟踪。

　　项目内容：

　　研究并掌握智能仿生腿的原理和关键技术，设计一种以智能阻尼器为核心的多轴膝关节，将智能控制和检测应用到智能仿生腿中，开发出一种真正意义的智能仿生腿。

　　关键技术：

　　步态分析与智能检测、运动学与动力学分析、可控多轴膝关节设计制造、步态实时全相智能规划与控制、支撑相自适应弯曲结构与控制等。

　　项目的研究目的：开发出一种适合中国国情的高级智能仿生腿。

　　项目的负责人是徐心和教授。

　　二、智能假肢的研究与开发主要技术指标

　　关于技术指标，从总体上讲要达到并且超过国外的先进水平。具体讲：

　　1．可以实现在很宽的步速范围内（大致在3～10km/h）稳定使用。

　　2．智能仿生腿可以实现日常生活遇到的所有运动要求：站立、坐下、下楼梯（step-by-step）和斜坡（30度）、蹲下、骑自行车以及开车、跑步，在有扶杠情况下上楼梯或斜坡、不平整路面行走等。

　　3．步态跟踪的时间延迟小于10ms，步态对称性达到90％以上。

　　4．智能仿生腿小腿重量控制在3.0kg以下。

　　5．智能仿生腿总体造价控制在5万元人民币以下，包含大腿总体造价控制在6.5万元人民币以下。

　　三、应用范围及市场分析

　　应用范围：

　　智能仿生腿产品应用于下肢残缺者，可以非常逼真地模仿残疾人健康腿的步态，使残疾人行动自如，帮助残疾人建立自信，恢复活动和劳动能力。

　　步态综合测试平台可用于对行走有问题的病人进行步态矫正，并可用于仿人机器人的研究与开发。

　　市场分析：

　　目前我国内地下肢残缺者约有35多万人，每年新增约1.5万人，其中有大约三分之二的残疾人还没有安装假肢。原因有两方面。经济方面：由于国内假肢行业技术薄弱、资金短缺导致国外先进的假肢产品大量占领国内市场，价格昂贵；性能方面：我国国内假肢行业目前销售的假肢功能简单、不具有自适应性。随着我国经济的高速发展以及小康社会的加速实现，下肢残缺者的经济实力会大大增强，对生活质量的要求会快速提高，因此下肢残缺者对价格合理、功能强大的智能仿生腿的需求将会是巨大和迫切的。

　　四、经济效益分析

　　国外智能假肢的售价大约在10-20万人民币。

　　智能仿生腿可以为假肢行业形成几亿甚至几十亿的规模经济。计算如下：

　　智能仿生腿单价5-10万×年产5000-10000支＝年产值2.5-10亿

　　由于智能仿生腿属于高科技产品，产品附加值高，所以利润率可达30％，非常可观。

　　五、生产规模

　　实力强的假肢生产企业每年可生产500支，保守估计可给国内残疾人安装100支。

　　六、项目完成情况

　　研究所在2年前就已经开展了本项目的研究工作。到目前为止，有一批博士和硕士研究生参与了项目，已经完成了项目的调研和立项报告，并申请了辽宁省2003年科学计划重点项目。

　　七、所需条件

　　与康复医疗机构进行合作。需要残疾人参与测试。

　　八、合作方式

　　技术转让或委托加工。

　　九、智能假肢的研究与开发技术价格

　　技术价格＝进行技术转让交易所发生的直接费用+分摊的部分技术研制费+期得的利润＝6万+50万*60%+0.4万/支*100支/年*5年*20％年＝6万+30万+40万＝76万。