据中国第二次残疾人抽样调查，我国共有截肢患者226万人，对假肢的设计制造技术有庞大的需求。而作为世界上残疾人口最多的国家，我国高端假肢产品市场长期被国外企业垄断。近年来，美欧发达国家还在持续加大对假肢研究的投入，相继启动了“Revolutionizing Prosthetics”等大型研究计划，提出了“再造人手功能”的目标，并推出了DEKA、Michelangelo等新一代智能假肢。 “再造人手功能”是一项长期的研究任务，面临制造科学、信息科学、神经科学与神经工程学等交叉学科的诸多技术难题，其中最具挑战性的问题包括“人手操作感知功能一体化再造”、“假肢与神经系统的信息通道重建”等。智能假肢承载的关键技术具有广泛的延伸应用，对康复医疗装备产业的未来竞争格局有重要影响。2010年，智能假肢被《Life Science》杂志推举为未来的十大创新技术之一，并被麻省理工学院《Technology Review》列入下一代技术。 本项目组对智能假肢的研究始于2004年，先后得到国家自然科学基金重点项目、国家杰出青年基金、863/973计划等项目的支持。研究工作历时10年，在操作感知一体化假肢机构和高传输率神经控制接口设计方面突破了一系列关键技术，取得了如下发明： 技术发明1：操作感知一体化灵巧假肢机构——提出了基于运动分治原理的灵巧假肢机构设计方法，发明了基于肌群协同模型的欠驱动假肢机构、形状自适应手指机构、2自由度/3自由度仿生手腕及阵列式触觉传感系统，突破了灵巧机构与传感系统的一体化设计与制造技术。研制了基于“软协同”的欠驱动假肢操作功能模拟与评估系统。 技术发明2：高传输率、自适应生机接口——发明了肌电/近红外光谱集成化传感器和无线传输式8通道肌电/近红外臂环，提出了残肢肌电信号特征识别的时-频-空域联合滤波方法、肌电/近红外光谱联合解码方法、肌电控制接口的“近零”再训练方法，研制了高传输率、自适应生机接口。 技术发明3：基于外刺激的生机接口特征增强与闭环训练——发明了电触觉及其量化分析技术，提出了基于残肢电刺激/振动刺激的增强式生机接口及其闭环交互训练范式，使得长期截肢患者可稳定控制的假肢动作模式数由2~4增至6。研制了具有频域编码功能的8通道电刺激器。发明了基于经颅电刺激的残肢肌电信号特征增强方法，使假肢6种动作模式稳定识别与控制的训练周期由7～10天降至24小时以内。 基于上述发明，研制了我国第一代神经控制多自由度智能假肢SJT-6和973-III-B，填补了国内空白，并实现了与国际先进水平的同步发展，其中生机接口的传输率和自适应性超过了国外同类产品水平。SJT-6假肢获第16届中国国际工业博览会创新奖，第16届中国国际高新技术成果交易会优秀产品奖。 获国家发明专利授权16项，新型实用专利授权9项，软件著作权4项，发表论文25篇。 SJT-6和973-III-B型假肢已完成临床应用百余例。高传输率生机接口应用于国内最大的假肢制造企业，实现了肌电接口的升级换代。多模式电刺激技术与仪器、穿戴式肌电臂环在多所教育科研机构和临床医院推广应用。 项目的主要技术在丹阳假肢厂实施，近三年新增产值5140万元，新增利润1550万元。