目前在人机交互类场合,主流的方案都是在机器人的结构上引入力矩传感器或SEA等易于检测用户力矩的方式,通过控制算法实现柔顺控制效果。机器人在于人交互时,拥有碰撞检测与拖动示教功能,提升用户的体验。

人机交互中重要的是预测用户的自主力矩。人机交互的实现既然可以在“机”上做工作,同样我们也可以通过“人”的一侧实现,毕竟自主力的来源是人。一般地,我们收缩肌肉时,皮肤表面会产生一种电生理信号——肌电信号。

肌电信号的产生过程是这样的:大脑运动皮层产生动作电位,经由脊髓及周围神经系统到达肌肉纤维,最后经过皮肤的低通滤波作用,在皮肤表面形成电势场。

从上述的描述可以看出肌电信号一个非常好的性质:超前于肌肉力。肌肉发力是通过肌肉收缩产生的,而肌电信号在肌肉收缩前已经可以检测了。因此,肌电信号相比于机械(力矩传感器)信号,可更早检测出用户力矩。后续会深入对比肌电信号与机械信号在柔顺控制应用中的优劣。