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百年肌电信号研究聚焦应用端,润谊泰益基于sEMG探索国内多领域合作

时间:2022-03-31   访问量:1045

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人类对人体肌电信号的研究由来已久,学术界普遍认为肌电会成为与心电以及脑电一样重要的科学与产业技术领域。但肌电工程技术的发展目前依然存在三个问题,即肌电技术的全球标准、肌电产品的价格以及应用端客户对肌电产品的认同。如何面对和解决这三个问题关系到未来肌电产品企业自身定位,以及在竞争中的成败。


深圳市润谊泰益科技有限责任公司总经理于文龙在接受《每日经济新闻》记者采访时表示,目前国内市场高端肌电产品多由国外品牌垄断,国产替代的方向不仅要从成本入手,更需要在新材料和应用技术创新方面更胜一筹。


无创高密度电极有望取代传统针电极


肌电信号是人体在运动中产生的一种生理电信号,其中蕴含着丰富的人体运动信息,本质来自人体自身的神经信号。以肌电信号作为交互媒介构建人机交互系统有天然的优势,因此肌电工程技术也被认为是神经机器接口最有应用潜力的技术方向。


肌电信号采集方法主要有针电极和表面电极两类。针电极作为有创方法发展最早,也是目前临床肌肉相关疾病诊断的标准。但针电极刺入人体肌肉会带来疼痛,为了减轻患者的痛苦,随后又开发出了表面电极,但该方法难以取代针电极作为诊断措施。为了解决这个问题,人们开发了高密度表面肌电电极。


以采集一个手握拳的动作肌电信号为例:当大脑产生运动意图后,运动指令通过神经系统派发给执行动作的运动单元。运动单元包括运动神经元和由其支配的肌肉,是产生运动的基本单位。


“针电极因为侵入式,可以直接获得运动单元信息作为肌肉疾病诊断的依据;表面肌肉电极虽然可以获取运动意图信息,但难以还原出运动单元信号。但从高密度表面肌电信号可以通过信号分解算法还原出运动单元信息。”润谊泰益总经理于文龙在接受记者采访时表示,从这一特性来说,高密度表面肌电电极是唯一有望以无创方式取代针电极,成为临床诊断标准表面肌电采集方法的技术。


对传统表面肌电采集系统与高密度表面肌电采集系统之间的不同之处,于文龙坦言绝非是简单的器件堆砌,这个过程中需要解决很多工程技术的难题,尤其是随着通道数量增多,解决问题的难度也随之增加。


目前润谊泰益已经在现有技术框架下开发和验证了从32到256通道的多款无线高密度采集系统。针对便于应用端客户使用,以及解决在运动状态时生理信号采集的需要,润谊泰益在系统的小型化、运动状态下生理信号采集等方面都做了大量的攻关工作。


技术优势加速肌电应用国产替代进程


据悉,润谊泰益目前开发完成了以肌电采集为核心的多款底层技术模块。从技术创新的角度来看,织物肌电臂环、分布式无线肌电采集系统、无线高密度肌电采集系统优势明显。


RT-R5008(八通道织物臂环)由公司自主研发,可采集人体皮肤表面八通道的肌电信号,运用于科研、体育健身、康复医疗以及VR & AR等领域。相较于竞争对手,润谊泰益织物臂环主要技术的优势在于导电织物以及服装化可穿戴的设计。


于文龙介绍说,织物电极制作具有技术门槛,布料电子化技术是纺织与电子两个领域的技术交叉产物,可以称作电子织物,是未来智能服装发展的基础。“织物电极属于干电极,在获得与金属电极近似的信号采集效果的同时,可以避免汗液对采集信号的影响,并兼具有舒适性。‘电子织物’可能成为柔性电子的一个很有潜力的分支。”


分布式肌电采集系统则是由八个模块组成,填补国内同类产品空白。据悉,该系统可以在有限的通道数内,最大限度地获取人体肌肉在运动中的信息。结合九轴陀螺仪,可以适用于更多的应用场景,尤其是在混合控制方面提高了系统对于动作跟踪捕捉的准确性,兼顾肌电与惯性传感器两种获取动作信息的方法,提高了分布式系统动作识别的准确性与稳定性,减少了实现动作跟随的代价。


高密度无线采集系统主要包括64/32通道肌电、脑电设备以及软件系统,具备主动屏蔽技术搭配多项微弱电信号检测技术,实现高信噪比信号采集,并可实现运动场景下的脑肌电双模信号采集。为了满足穿戴式的需求,该设备采用小型化设计,体积仅有半个智能手机大小。


成本优势为国内肌电工程发展提供保障


除了技术优势以外,润谊泰益的成本优势也成为业界亮点,特别对国内肌电工程的发展提供了有力保障。通过降低用户使用肌电设备产品的成本,从而拓展肌电产品应用场景是一个关键的环节。


于文龙介绍说:“肌电工程发展的瓶颈之一就是肌电产品价格昂贵”,得益于珠三角成熟的上下游产业链配套优势,润谊泰益可以以更具竞争力的价格、更快的速度提供产品与售后服务。


具体来看,在肌电臂环产品领域,于文龙表示,随着生产工艺成熟,成本会进一步降低。目前成本主要集中在弹性织物臂环生产的人工成本上,未来进一步提高自动化程度可以有效地减少生产成本。


据悉,在分布式无线肌电采集系统与高密度无线肌电、脑电采集系统产品领域,润谊泰益也可以提供相对进口产品极具竞争力的价格,以进口产品50%~60%的价格达到同样的技术性能。


润谊泰益目前的商业模式中,既包含B端客户,也有C端客户,未来将以出售肌电模块或产品的模式进行合作,将竭尽全力降低肌电模块的成本与价格,力争以最优惠的价格为合作伙伴提供质量最优秀的产品。国内康复医疗、智能穿戴、虚拟现实等头部公司都是其潜在客户。


此外,于文龙表示,未来也将加大C端推广力度,通过与伙伴合作,携手推进肌电工程技术在体育运动、康复与养老以及医疗等应用场景中落地。


文章来源:每日经济新闻

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