医工交叉

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1. 助力型下肢外骨骼机器人研究综述

贺贵松, 黄学功, 李峰, 汪辉兴

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2024, 29 (1): 1-15. DOI: 10.1007/s12204-022-2489-3

摘要（724）

PDF（pc）（1195KB）（202）

助力型下肢外骨骼机器人是一种可穿戴智能机器人系统，涉及力学、材料、电子、控制、机器人学等诸多领域。该系统借助外部能源为人类提供额外的动力，可以增强人体的机能，帮助穿戴者承受以往无法承受的重量。同时，通过合理的结构设计和被动储能等方式，还可以对特定动作进行辅助。本文首先介绍了助力型下肢外骨骼机器人在国内外的研究现状，针对几种典型样机进行了详细分析。之后又对其结构设计、驱动方式、感知技术、控制方法、能源管理、人机耦合等关键技术进行了综述，并将外骨骼机器人常用的一些设计方法进行了归纳与对比。最后总结了助力型下肢外骨骼机器人研究中依旧存在的问题和可能的解决方案，并对未来的发展趋势进行了展望。

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2. 个性化下肢康复外骨骼机器人的关键技术综述

陶璟, 周振欢

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2024, 29 (1): 16-28. DOI: 10.1007/s12204-022-2452-3

摘要（708）

PDF（pc）（1179KB）（468）

康复治疗和日常生活辅助对提高脑卒中、脊髓损伤、脑瘫、骨科术后病人以及老年人群等下肢运动障碍患者的生活质量有关键作用。下肢康复外骨骼机器人在以上人群康复治疗和生活辅助方面具有良好应用前景。本文针对面向多样化个性化用户需求的外骨骼机器人开发，首先分析并综述了下肢康复外骨骼机器人本体模块化、仿生柔顺驱动、个性化自适应步态规划以及面向个体的运动意图感知与推理方法和技术。进一步，基于服务化理论，探讨了面向个性化医疗的下肢康复外骨骼机器人产品服务系统开发潜力和关键支持技术。康复外骨骼今后研究趋势应是从个体化特征和个性化需求入手，以此驱动外骨骼机器人本体技术和服务化开发，从而技术上实现真正人机协同与融合，效用上实现可获得的高质量康复医疗和生活辅助。

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3. 短波红外时间分辨成像研究进展

徐杨, 李万万

J Shanghai Jiaotong Univ Sci 2024, 29 (1): 29-36. DOI: 10.1007/s12204-022-2547-x

摘要（148）

PDF（pc）（810KB）（51）

相比于传统近红外一区（700~900nm）窗口，短波红外（900~1700nm）能够提供更深的组织穿透深度和更小的光散射干扰，在生物活体成像上具有巨大潜力。基于传统光谱域成像的局限性，时间分辨成像技术利用时间维度特性，能够完全消除生物体自发荧光，提供更高的信噪比和灵敏度。该成像技术不依赖于组织成分和组织厚度的差异，具有实际的体内定量检测价值。由于镧系上转换纳米材料具有长寿命、光化学性质稳定、形貌可控、易于表面改性而且荧光寿命调控手段多样的特点，当前相关的时间分辨成像技术几乎都是围绕镧系上转换纳米材料开展。本文以广泛使用的几种镧系离子发光中心作为切入点，系统地介绍了近些年来的短波红外时间分辨成像技术的研究进展。

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