目前，Anna團隊研發(fā)的重點是能適應不同運動平面的柔性機器假肢腳（以下簡稱假肢腳）。人的腳是一個復雜的系統(tǒng)，骨骼、肌肉、韌帶和肌腱使足部結構能適應不同的地形、完成不同的動作。足部也承擔著身體的重量負荷、吸收了運動中的沖擊力、并維持著日常活動中的身體穩(wěn)定性。足部假肢的設計，在支撐身體運動負荷之余，還應提供足夠的靈活性和彈性，以適應不同的地形和運動任務，這樣才能提高佩戴者的生活質量。但大多數(shù)的商業(yè)足部假肢采用了僵硬而平坦的足底設計，限制了患者對地面的適應和調整、影響了患者保持身體穩(wěn)定性，一旦遇到不平坦的地形或障礙物，可能會帶來致命的跌倒。雖然一些假肢制造商，優(yōu)化了腳趾和踝關節(jié)致動功能的設計，但他們仍然保留著平坦、堅硬的鞋底平面，這與腳的正常生理結構和功能相比（能對不同地形和障礙物做出相應的適應性精細調整）仍有不足之處



Anna團隊研發(fā)的假肢腳，采用了擬人化和自適應性的設計靈感，由縱向足弓組件（前、后兩個剛性結構，在踝關節(jié)相互連接）、腳跟組件以及前足組件（具有彈性和柔性特征的五個結構）組成。這種特殊的設計使足部假肢可以根據(jù)作用在腳上的載荷和地面輪廓來改變它的形狀和剛度，從而使患者在不平坦地面上的穩(wěn)定性得到整體改善。目前，初代版本的假肢腳已經(jīng)在HRP-4人形機器人上進行了測試，結果顯示：與剛性假肢腳相比，柔性機器假肢腳的跨越障礙物行走的能力有所提高。

為了更加客觀的評價假肢腳的功能，優(yōu)化假肢腳的設計，Anna團隊在實驗室搭建了一套Vicon三維動捕系統(tǒng)（12 個Vero紅外光學鏡頭+2個Vue視頻鏡頭+2塊AMTI測力臺）用于初代版本假肢腳的
步態(tài)分析測試。他們招募了一名身體健全的受試者和一名下肢截肢的假肢使用者，讓他們完成一些日常生活中的測試動作（佩戴不同的商業(yè)假肢腳和我們的柔性機器假肢腳在不平坦、有障礙物的地面上行走），然后對比受試者佩戴不同假肢腳的步態(tài)特征和運動生物力學表現(xiàn)，這些測試結果將會有效地推動柔性機器假體腳的功能優(yōu)化。



Anna說：“Vicon系統(tǒng)非常適合我們的研究任務，它給我們帶來了很大的幫助！我們可以通過Vicon數(shù)據(jù)同步盒（lock lab）將標記點的3D軌跡與其它數(shù)據(jù)信號（測力臺、第三方傳感器）同步采集分析、還可以在Vicon Nexos軟件中使用MATLAB后處理，并在Nexos軟件內實現(xiàn)標記點和視頻畫面的疊加顯示。眾所周知：三維動捉系統(tǒng)是步態(tài)分析的黃金標準。因此，我們選擇使用Vicon系統(tǒng)進行柔性機器假肢和商業(yè)假肢的對比評估，量化假肢佩戴者的運動表現(xiàn)，這些有助于我們在必要時進一步優(yōu)化設計。”



未來，Anna團隊會招募更多的下肢截肢受試者，進一步評估柔性機器假肢腳的性能。她們有信心研發(fā)出直接接受中樞神經(jīng)系統(tǒng)運動指令的假肢（假肢能接收和傳遞身體的感覺反饋、建立假肢和中樞神經(jīng)系統(tǒng)之間的雙向信息流動），讓使用者完全控制自己的假肢。