让特殊“肢体”更好“赋能”--访冬残奥运动员运动表现提升的关键技术项目负责人季林红

冬残奥会竞赛项目设置受主客观因素制约,与冬奥会存在较大差别,突出特点是传统雪上项目设置稳定、体能主导类项目占有绝对优势。为了进一步提升我国冬残奥运动员的竞技水平,吸引更多残障人士参加到冰雪运动中,国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项特别设立了冬残奥运动员运动表现提升关键技术项目,为我国参加冬残奥会的运动员助力。日前,项目负责人季林红教授向记者讲述了项目研发过程和取得的成果。

作用于神经振荡的节律性神经调控在临床运动康复中的应用

中枢神经系统损伤所导致的运动功能障碍使患者及其家庭遭受诸多不便,尤其老龄化加剧,脑疾病发病率攀高,给患者家庭和社会都造成了沉重的负担[1]。近年来,通过经颅磁刺激(transcranial magnetic stimulation,TMS)和经颅电刺激(transcranial electrical stimulation,TES)等非侵入式神经调控方法,可直接作用于中枢神经系统,有效促进功能康复.

人体起步过程的实验研究——平地行走的起步步态特征

目的 :研究人体平地行走的起步过程步态特征。方法 :使用基于CCD和三维测力平台的人体运动分析系统 ,研究正常人水平地面起步过程的步态特征。结果 :描述、分析了完整起步过程各步相的特征以及地面对足的三维反作用力规律。结论 :起步过程在第二次摆动腿触地时结束 ,开始进入稳定步行状态 ;

中国康复辅具产业的现代化

1.形势、问题与挑战我国残疾人人口总数达8500万,推算失能及半失能老人4000余万,失智老人1000万,还有数千万的脑卒中患者,均是康复辅助器具的适用人群。我国康复辅具相关企业发展很快,2010年约有500多家,产值过亿的企业不足10家。2020年与康复相关的企业数已达到5万多家,产值过亿的企业近百家,其中有70余家为上市公司。从康复辅具种类而言,2004年只有3000多种,2020年已经达到1万多种。

含间隙铰的机械多体系统动力学模型

对四类间隙铰模型(连续接触模型、有限元模型、经典碰撞模型和接触变形模型)进行分析比较,给出了经典碰撞和接触变形模式的含间隙多体系统动力学模型。经典碰撞模式的动力学模型着重考察系统动力学的整体行为,不能预测碰撞过程中铰关节局部接触力的变化历程。接触变形模式的多体系统动力学模型考虑了碰撞体间的法向和切向接触力,以及阻力矩,能够求解系统运动过程中间隙铰轴销与孔体的碰撞力。采用间隙铰的非线性弹簧阻尼模型,研究了重力场及其方向性对空间可展机构动力学性能的影响。计算结果表明,无重力与有重力环境时含间隙可展机构动力学行为有较大地差别,重力作用使间隙铰内碰撞减弱。为了保证在地面试验中可靠地预测在太空展开性能,可展机构在地面试验时应采取重力补偿措施。

基于脑-机接口的康复辅助机械手控制

目的:研究一种基于脑-机接口技术的康复辅助机械手运动的控制方法,并论证其可行性。方法:构建基于脑-机接口的控制系统框架。通过基于稳态视觉诱发电位构造的脑-机接口获取控制指令,通过可编程逻辑控制器(PLC)控制机械手完成规划的动作。结果:实现了利用稳态诱发脑电控制多自由度机械手完成倒水动作的过程。结论:通过脑-机接口技术控制康复辅助机械手进行复杂运动是一种可行的方法,这种新的控制方法可以应用于残疾人对假肢的控制。

综合性实践课程教学改革探索

随着教学改革的深化和建设世界一流大学要求的提高,我们依托国家工科基础教学基地,开设了<数控机械创新设计>综合实践课程,以培养"高层次、高素质、多样化、创新型"人才为宗旨,以实时互动等多种教学形式,进行学生实践、创新、综合应用能力的培养.通过教学实践,收到良好效果.

对我国优秀短距离速滑运动员力量耐力的研究——运用“最大力量能力阈”评价力量耐力水平的试验

运用“最大力量能力阈”的测试方法,对国内10名男子和10名女子优秀短距离速滑运动员的力量耐力进行测试与研究。建立了力量的检测与评价平台,从负荷重量与运动速度两个方面综合评价运动员的力量素质能力。从力量素质的结构上发现了我国速滑运动员存在的问题,提出了在保持最大力量和快速力量的基础上优先发展“力量耐力”,特别是“速度力量耐力”的力量训练指导思想。通过1年多的实施已显示出明显的效果。对备战2006年冬季奥运会的重点运动员进行了系统测试和专门指导,获得了显著的训练效果。

含间隙机构运动副的动力学模型

运动副间隙对某些机械系统的影响已经不容忽视 ,运动副间隙模型是研究含间隙机械系统的关键问题之一。本文综述了机构动力学中的运动副间隙模型的近期研究成果 ,详细地阐述了运动副间隙模型的建模方法及有关数值解法。着重分析比较了常用的几种运动副间隙模型的特点 ,评述了目前用于分析含间隙机构的数值解法 。

世界卫生组织康复胜任力架构及其在康复领域的系统应用:理论架构、方法和应用领域

目的分析世界卫生组织康复胜任力架构(RCF)的理论架构、方法及其在康复领域的应用。方法运用RCF的理论与方法,分析康复胜任力的领域和关键特征,及其在康复人力资源规划、职业能力评价和教育项目和课程开发中的应用。结果RCF包含实践、专业精神、学习与发展、管理与领导力、研究5个领域,康复工作者的工作表现是他们的核心价值观和信念、胜任力、活动、知识和技能交互作用的结果。RCF可以规划康复人力资源,建立基于胜任力的康复教育项目和课程体系,开发康复职业能力认证标准和执业资格鉴定标准。结论本研究分析世界卫生组织RCF产生的影响、核心内容与应用架构,系统地探讨运用RCF构建国家康复人力资源发展规划、建立基于RCF的康复教育项目和课程体系,建立康复人力资源的认证和评估标准等相关的理论和方法。

机器人辅助训练对上运动神经元损伤所致上肢痉挛的疗效观察

目的为观察机器人辅助训练对上运动神经元损伤所致上肢痉挛的疗效并探讨其机制。方法22例慢性脑卒中和脑外伤患者参加了这项研究,训练前4周,训练开始前1天和结束后1天使用改良Ashworth量表评价患侧上肢肘关节屈肌与伸肌的痉挛状态。训练时间为4周,每周训练5天,每次45min。结果机器人辅助训练后,肘关节屈肌的痉挛评分降低,与基线相比有显著的差异性,而肘关节伸肌的痉挛评分有降低的趋势,但没有达到显著性水平。结论机器人辅助训练对上运动神经元损伤所致上肢痉挛有一定的减轻作用,主要通过重复性牵伸和反复运动来实现。

经皮电神经刺激在机器人辅助上肢运动训练中对表面肌电信号的影响

目的:通过表面肌电信号sEMG分析,研究经皮电神经刺激TENS对机器人辅助运动训练sEMG变化的规律性,以便于研究其对训练效果的影响。方法:对4名健康男性进行两轮各20min机器人辅助上肢自主循迹运动训练,并分别在其中一轮运动的过程中结合TENS。实验过程中采集sEMG,并以希尔伯特-黄变换HHT方法得到平均频率MNF进行评定。结果:持续的TENS对肱二头肌在运动训练过程中的MNF谷值均值的变化率有较明显影响,而有刺激和没有刺激的运动训练中的MNF谷值回归线的截距和斜率的变化率则没有明显规律性。同一刺激模式下,不同肌肉所受的影响并不相同,肱桡肌和肱三头肌上没有明显的规律性。结论:在机器人辅助上肢自主循迹运动训练的过程中加入TENS对某些上肢肌肉有兴奋作用。但是,持续同一刺激对不同肌肉有不同的刺激效果,因此针对运动训练的不同动作阶段,应对不同的肌肉给予相对应的刺激,而不是单纯地给予持续的刺激。

齿侧间隙对星型齿轮传动扭振特性的影响研究

建立了受传递误差和时变啮合刚度激励的星型齿轮传动的间隙型多自由度非线性扭转振动模型,并用自适应变步长Gill数值积分方法进行了求解。结合Poincar啨映射和相平面研究了在不同齿侧间隙下系统出现的简谐、非谐单周期、次谐、拟周期以及混沌响应,并得到了改变间隙时系统的动力学分岔特性。通过分析各齿轮副的动载荷系数变化规律,讨论了各齿轮副啮合状态在非冲击、单边冲击以及双边冲击状态之间的转化过程和齿侧间隙的关系。从理论上分析了齿侧间隙对系统的稳态响应、动载荷等动态特性的影响。

康复训练机器人与传统中医康复方法相结合的探讨

康复训练机器人是目前研究的热点方向之一,近些年来,国内外的一些偏瘫康复研究机构相继推出了一系列的偏瘫康复训练机器人,辅助脑卒中偏瘫患者进行肢体康复训练。然而目前的康复训练机器人训练功能单一，还不能完全满足临床康复训练的需要。因此有必要增加康复训练机器人的功能，而中医传统康复是我们的优势，如何将二者结合在一起提高疗效，使之更适用于临床，是我们需要研究和考虑的课题。

空间O型圈密封泄漏率实验研究

通过对硅橡胶材料Ｏ型圈在模拟空间环境下的泄漏率实验，研究了空间密封中Ｏ型圈的压缩率、温度、Ｏ型圈的载荷衰减和原子氧辐射对其泄漏率的影响．实验结果发现，Ｏ型圈的泄漏率随Ｏ型圈压缩率的增大而减小，在－５──１００℃的温度范围内，随温度的升高而增大，而Ｏ型圈的载荷衰减和原子氧辐射都对Ｏ型圈的泄漏率有不同程度的影响．

人体背部负重对于步态特征的影响及相应补偿策略的实验研究

人体背部负重量大小对步态特征的影响及相应补偿策略的研究对于自主式两足步行机器人的设计和平衡控制以及军人体能训练均有重要意义。从实验的角度对受试者分别背部负重 6 kg、12 kg和 2 5 kg时的步态特征和补偿策略进行了研究。结果表明 :人体背部负重后会引起步态特征的明显变化 ,这种差异主要表现在髋关节、膝关节以及上躯干的摆动角位移变化。负重后 ,人体的平均步速明显降低 ,但其步长的变化并不明显。人体对于负重的响应特征与受试者的肌肉强度是密切相关的。为有效补偿背部负重所产生的影响 ,人体利用多关节协调运动来进行补偿。但各个关节的贡献不同 ,其补偿主要由髋关节、膝关节以及上躯干的摆动来完成 ,踝关节的贡献相对较小。背部负重后总质心向前的调整主要是由上躯干的向前倾斜来实现。负重量越大 ,上躯干向前倾斜的平均角位移越大。为减少负重后的冲击对关节的损伤 ,脚跟触地时 。

机械设计基础系列课程的新教学模式

在新世纪之初中国高等教育面临机遇和挑战，大学人才培养模式的改革势在必行。为了适应提升层次、拓宽专业、提高素质、面向工程的人才培养模式的要求，必须在改革机械设计基础课程体系的同时，进行教学模式的改革。传统的机械设计基础系列课程的教学模式是以课堂教学为主，教学实验、课后作业和考试评价均为课堂讲授内容服务；着重培养学生分析问题、解决问题的能力。这种教学模式已不适合培养机械工程学科创新人才的要求。我们借鉴国内外著名高校机械工程教育的经验与教训，结合我校机械工程教育实际情况，对影响机械设计基础系列课教学质量和教学效果的教材、讲授、讨论、作业、实验和考核等6个基本要素进行了深入的剖析，在此基础上对教学方法和教学手段进行了深层次的改革与教学实践，提出了新的教学模式。

机械原理实验教学新体系

介绍了清华大学机械原理教学实验体系的建设思路及其建设情况.为了培养学生创新思维和现代综合设计能力,使学生掌握机构方案设计、实验方案设计、测试方法以及实现机械性能的途径,着重开展了设计型、综合型和研究性实验,通过这些实验环节的实施,提高了机械原理课程的教学效果.

功能性电刺激下踏车训练对亚急性期脑卒中患者运动功能和心肺适能的效果

目的探讨功能性电刺激下踏车训练对脑卒中亚急性期患者运动功能、心肺适能和日常生活活动能力的影响。方法2016年1月至2019年4月,初发脑卒中亚急性期患者60例分为对照组(n=30)和实验组(n=30),在常规治疗基础上,对照组予四肢联动康复踏车训练,实验组予功能性电刺激康复踏车训练,共4周。治疗前后采用Fugl-Meyer评定量表(FMA)、改良Barthel指数(MBI)进行评定,测量峰值摄氧量(VO2peak)。结果治疗后,两组FMA评分、MBI评分和VO2peak均显著升高(|t|>7.889,P<0.001),实验组FMA评分和VO2peak明显高于对照组(|t|>3.332,P<0.01)。结论功能性电刺激下踏车训练更有利于脑卒中亚急性期患者运动功能、心肺适能和日常生活活动能力恢复。