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C-Leg®智能仿生腿—世界上首例应用“人工智能”科学的仿生智能假肢

2006年5月在德国莱比锡国际展览会上的亮相的新版C-Leg®智能仿生腿采用了人工智能科学的原理，应用整合计算机科学，仿生学，力学，机械学等一系列相关学科的内容，不仅可以实现普通假肢代偿下肢站立行走的功能，保证行走的稳定性、安全性和动态性能，而且，由于“人工智能”科学原理的应用，它突破了机械产品的局限性，具有“思考”和反馈的功能，可以更好地配合人体的功能需求，就象截肢者原有的肢体从新生长出来一样。

一、C-Leg®为什么被称为“智能”假肢

人工智能学科是上个世纪中叶兴起的学科，经过半个多世纪的发展实践，已经取得了长足的进展并且在广泛的领域进行了实践应用。人工智能的目的就是让各种各样的机器象人一样思考，具有“智慧”，模仿人类大脑的功能指挥操纵身体的其他器官，作到“知行”合一。

C-Leg®智能仿生腿就是采用这样的科学原理，在假肢膝关节系统中组合了模仿人脑指挥身体器官行动的必要模块，使该膝关节具有“感知外界环境变化的能力”，“分析判断现实情况的能力”，“操纵其他器官的能力”，“反馈操纵结果的能力”，充分模仿了人类感觉器官采集信息，大脑分析归纳整理信息，肢体服从大脑指令进行行动的能力，使该膝关节可以迅速感知地面状态，行走速度，并且实时作出调整以适应路面状况和行走要求。

二、C-Leg® 的“智能”到什么程度

人的眼睛在物体突然出现的时候，要花0.05秒才可以看清物体的轮廓；而C-Leg®智能仿生腿的膝角度传感器和踝关节力矩传感器就是该膝关节的感官系统，它们以每秒50次的速度采集指挥行走系统的信息，相当于每0.02秒采集一次信息。

中央微处理器相当于人脑，实时接受以这样的速度采集的信息，并根据这些数据判断假肢小腿摆动的速度和位置，以及从假脚足跟触地到前脚掌负重蹬离地面时的扭力和支撑状态，分析关节需要作出的反应，并将指令传达给C-Leg®内部的伺伏电机。

伺伏电机宛如神经系统，可调节液压缸内的液压阀以便在适当的时候提供适当的阻尼，实时改变小腿摆动的速度，保证膝关节在站立行走过程中的稳定和安全。

液压缸协同其他部件模仿肢体活动，根据伺伏电机下达的阻尼大小的命令指挥调整关节摆动的速度以确保其运动可以根据步幅和步频进行动态的控制；同时安装在连接管内的力矩传感器收集的数据确保站立时的关节阻尼调节随时适应关节的状态，保证假肢在整个行走站立过程中最大限度的稳定性和安全性。

长效锂电池提供生命的动力，电能可以重复充满，一次冲满电的使用时间大约为40到45个小时, 如果使用者忘了充电，在电池电量即将耗尽的时候，智能仿生腿会以震动或蜂鸣的方式报警，断电时关节会自动转换到安全模式直到重新充电，充电方式非常方便。

整个这套体系的功能不管快行还是慢走、不论是活动还是静止都在进行。C-Leg®智能仿生腿监测行走的每一步，会综合考虑所有测量数据的方方面面以适应任何一种情况，然后连续不断地回应使用者的需求。这就意味着不论是走楼梯、上下斜坡，还是应对不同的路况，使用者不用再集中精力控制假肢，而能节省体力和精力做自己想做的事。

如此卓越的功能使C-Leg® 智能仿生腿诞生至今已经获得了诸多重要的国际奖项，如“奥地利国家创新奖”（Austrian State Award），“德国设计俱乐部”(Deutscher Designer Club)银奖，以及2006年在日本获得的“卓越设计奖”(Good Design Award)等，这些奖项表明，C-Leg®智能仿生腿是高科技、革新功能和完美设计的结合。

C-Leg®智能仿生腿，是当之无愧的“智能”的假肢，可以帮助截肢者的生活重新焕发光彩。