AI驱动人工肌肉突破:自适应学习实现人类动作实时响应,康复医学迎来新变革

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美国佐治亚理工学院近日宣布成功研制出由AI驱动的新型人工肌肉系统,该技术通过仿生材料与智能控制系统的结合,实现了对人类动作的自适应学习与实时响应,为康复医学领域带来突破性进展。

研究团队采用分层结构纤维材料,模拟人体肌肉与肌腱的多层构造。这种柔性材料具备感知、调整及记忆运动模式的能力,使人工肌肉不仅能执行预设指令,更能通过实践学习不断优化动作。系统在运行过程中可实时感知环境变化,自主纠正动作偏差,最终输出接近自然人体运动的流畅效果。值得注意的是,其响应延迟已压缩至150毫秒以内,拉伸强度达到25MPa,接近人类骨骼肌水平。

技术核心在于两类智能的协同:基于记忆的智能存储多种驱动状态并动态更新,基于感知的智能通过反馈机制适应外部环境。动物实验显示,该材料植入大鼠皮下6个月未引发免疫排斥,证实了生物相容性。团队负责人W. Hong Yeo教授强调,这是首次在柔性、强韧与安全性三大指标上同步达标的突破。

该技术特别适用于中风后康复及肢体功能重建。临床研究表明,患者在训练过程中,系统能根据肌力恢复程度动态调节辅助力度,既避免过度依赖又防止训练不足。这种自适应特性不仅帮助恢复肌肉力量,更有助于重建患者的心理自信与独立生活能力。目前研究团队已与梅奥诊所达成合作,计划2026年启动针对上肢运动障碍患者的临床试验。

全球人工肌肉研发正呈现多技术路线并进态势。相比苏黎世联邦理工的声学驱动方案侧重体内精细操作,佐治亚理工的AI学习型路线更聚焦康复医疗市场。随着材料科学与人工智能的深度融合,这类技术有望为运动功能障碍群体带来更精准、个性化的康复解决方案。

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