2025年大學(xué)《智能體育工程》專業(yè)題庫(kù)——智能運(yùn)動(dòng)康復(fù)康復(fù)輔助器具研究考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在括號(hào)內(nèi)）1.以下哪種傳感器主要用于測(cè)量人體肌肉活動(dòng)產(chǎn)生的生物電信號(hào)？（）A.壓力傳感器B.運(yùn)動(dòng)捕捉傳感器C.肌電傳感器(EMG)D.腦電傳感器(EEG)2.在設(shè)計(jì)用于腦卒中后康復(fù)的外骨骼機(jī)器人時(shí)，首要考慮的康復(fù)目標(biāo)通常是？（）A.提升運(yùn)動(dòng)速度B.實(shí)現(xiàn)最大力量輸出C.促進(jìn)患肢運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)和神經(jīng)肌肉控制改善D.增加設(shè)備便攜性3.以下哪項(xiàng)技術(shù)不屬于智能康復(fù)輔助器具中人機(jī)交互（HMI）的范疇？（）A.肌電信號(hào)控制B.腦機(jī)接口（BCI）控制C.傳統(tǒng)物理治療師指令D.語音指令控制4.用于評(píng)估平衡功能變化的標(biāo)準(zhǔn)化量表是？（）A.FIM（功能獨(dú)立性評(píng)定）B.Berg平衡量表(BBS)C.Barthel指數(shù)D.六分鐘步行試驗(yàn)(6MWT)5.智能康復(fù)輔具實(shí)現(xiàn)個(gè)性化康復(fù)方案的主要依據(jù)是？（）A.用戶的年齡和性別B.實(shí)時(shí)采集的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)、生理信號(hào)和康復(fù)進(jìn)展C.康復(fù)治療師的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)D.設(shè)備的市場(chǎng)價(jià)格6.可穿戴式智能康復(fù)設(shè)備通常面臨的主要挑戰(zhàn)之一是？（）A.數(shù)據(jù)傳輸速度過快B.設(shè)備功耗過大與續(xù)航能力有限C.傳感器精度不夠高D.成本過于廉價(jià)7.以下哪項(xiàng)不屬于智能康復(fù)輔助器具在居家康復(fù)場(chǎng)景中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)？（）A.提供遠(yuǎn)程專業(yè)指導(dǎo)和監(jiān)督B.增強(qiáng)患者的康復(fù)主動(dòng)性和依從性C.減少家庭康復(fù)環(huán)境改造的需求D.實(shí)現(xiàn)康復(fù)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)共享與分析8.基于人工智能（AI）的康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，其核心優(yōu)勢(shì)在于？（）A.完全自動(dòng)化執(zhí)行所有康復(fù)訓(xùn)練B.能夠根據(jù)患者實(shí)時(shí)反饋動(dòng)態(tài)調(diào)整訓(xùn)練內(nèi)容和難度C.只需要患者被動(dòng)參與即可D.可以完全替代康復(fù)治療師9.在康復(fù)工程領(lǐng)域，倫理考量中特別關(guān)注的是？（）A.設(shè)備的商業(yè)利潤(rùn)B.用戶數(shù)據(jù)隱私保護(hù)、設(shè)備安全性及公平可及性C.設(shè)備的外形美觀度D.生產(chǎn)的勞動(dòng)力成本10.隨著技術(shù)發(fā)展，未來智能康復(fù)輔助器具可能的發(fā)展趨勢(shì)不包括？（）A.與可植入設(shè)備深度融合B.完全依賴單一類型的傳感器C.更加注重自然交互和情感支持D.向更小型化、無創(chuàng)化方向發(fā)展二、填空題（每空1分，共15分。請(qǐng)將答案填在橫線上）1.利用計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助進(jìn)行康復(fù)評(píng)估、訓(xùn)練、管理和研究的領(lǐng)域被稱為________。2.能夠感知并測(cè)量人體關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)角度或位移的傳感器通常稱為________傳感器。3.肌電信號(hào)（EMG）處理中，常用的濾波方法有帶通濾波和________濾波。4.針對(duì)下肢運(yùn)動(dòng)功能障礙患者，步態(tài)訓(xùn)練器主要幫助其恢復(fù)________和步態(tài)模式。5.智能康復(fù)輔具實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、處理和反饋的硬件基礎(chǔ)通常包括傳感器、微控制器（MCU）和________。6.評(píng)估上肢精細(xì)運(yùn)動(dòng)功能的量表，如________，常被應(yīng)用于神經(jīng)損傷后的康復(fù)效果評(píng)價(jià)。7.為了確?；颊甙踩⒂行鬟f力量，康復(fù)機(jī)器人（尤其是外骨骼）的設(shè)計(jì)需要考慮關(guān)鍵的機(jī)械參數(shù)，如________和力量/力矩傳遞特性。8.云平臺(tái)在智能康復(fù)系統(tǒng)中的作用之一是提供________和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理能力。9.個(gè)性化康復(fù)方案的核心在于根據(jù)患者的具體情況（如損傷程度、康復(fù)階段）制定差異化的________和目標(biāo)。10.在智能康復(fù)領(lǐng)域，確保數(shù)據(jù)安全、防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和泄露是________問題的重要組成部分。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分。請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問題）1.簡(jiǎn)述肌電信號(hào)（EMG）在智能康復(fù)輔助器具中的主要應(yīng)用方式。2.簡(jiǎn)述選擇一款下肢康復(fù)外骨骼時(shí)，需要考慮的關(guān)鍵性能指標(biāo)有哪些？3.簡(jiǎn)述智能康復(fù)輔助器具在居家康復(fù)場(chǎng)景下，對(duì)患者康復(fù)產(chǎn)生的積極影響。4.簡(jiǎn)述智能康復(fù)輔助器具設(shè)計(jì)過程中，需要重點(diǎn)考慮的“人機(jī)工程學(xué)”因素。四、論述題（每題10分，共30分。請(qǐng)圍繞下列主題展開論述）1.結(jié)合具體實(shí)例，論述人工智能（AI）技術(shù)在提升智能康復(fù)輔助器具性能和用戶體驗(yàn)方面的作用。2.探討智能康復(fù)輔助器具在倫理方面可能帶來的挑戰(zhàn)，并提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略。3.展望未來，你認(rèn)為智能康復(fù)輔助器具領(lǐng)域最值得關(guān)注的技術(shù)發(fā)展方向是什么？請(qǐng)闡述理由。---試卷答案一、選擇題1.C2.C3.C4.B5.B6.B7.C8.B9.B10.B二、填空題1.智能康復(fù)工程2.運(yùn)動(dòng)學(xué)3.低通4.運(yùn)動(dòng)模式5.無線通信模塊（或網(wǎng)絡(luò)接口）6.Fugl-MeyerAssessment(FMA)/上肢功能評(píng)定量表(UpperLimbFunctionalAssessmentScale)（或其他公認(rèn)的量表名稱，如Jebsen-Tailor手功能測(cè)試）7.機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（或結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度）8.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)9.訓(xùn)練內(nèi)容10.數(shù)據(jù)隱私三、簡(jiǎn)答題1.解析思路：回答需涵蓋EMG信號(hào)如何被利用來輔助康復(fù)。首先說明EMG可以反映肌肉的活動(dòng)狀態(tài)，然后闡述具體應(yīng)用：一是作為控制信號(hào)，讓患者用肌肉活動(dòng)意念或力量控制輔具動(dòng)作（如智能假肢、外骨骼）；二是作為反饋信號(hào)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)患者肌肉活動(dòng)，給予視覺或聽覺反饋，幫助患者感知肌肉狀態(tài)，糾正錯(cuò)誤動(dòng)作，提高訓(xùn)練效率（如肌電生物反饋訓(xùn)練設(shè)備）；三是用于評(píng)估肌肉功能恢復(fù)情況。2.解析思路：回答需列出外骨骼選擇的關(guān)鍵性能指標(biāo)。應(yīng)從患者角度出發(fā)，考慮安全性、有效性、舒適性等。主要包括：承重能力與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性（確保支撐和承力安全）、重量與便攜性（影響患者穿戴意愿和移動(dòng)）、控制精度與響應(yīng)速度（影響輔助效果和自然度）、自由度（關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍和數(shù)量，影響功能模擬度）、能量消耗與續(xù)航能力（影響連續(xù)使用時(shí)間）、環(huán)境適應(yīng)性（如防水防塵等級(jí)）以及人機(jī)交互的便捷性。3.解析思路：回答需圍繞“居家康復(fù)”場(chǎng)景，說明智能輔具帶來的好處。應(yīng)從患者自主性、康復(fù)依從性、專業(yè)支持可及性、數(shù)據(jù)管理等方面展開。例如：患者可以在熟悉、舒適的家庭環(huán)境中進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，提高主動(dòng)參與意愿和訓(xùn)練頻率（依從性）；通過設(shè)備或配套APP獲得遠(yuǎn)程康復(fù)師的視頻指導(dǎo)、監(jiān)測(cè)和評(píng)估反饋，彌補(bǔ)家庭缺乏專業(yè)條件的不足；設(shè)備自動(dòng)記錄康復(fù)數(shù)據(jù)，便于患者和醫(yī)生追蹤進(jìn)展；促進(jìn)家庭成員參與到康復(fù)過程中。4.解析思路：回答需說明設(shè)計(jì)中要考慮“人機(jī)工程學(xué)”因素，即如何讓設(shè)備適合人的使用。應(yīng)涵蓋生理、心理、生物力學(xué)等方面。例如：尺寸和重量要適合目標(biāo)用戶（特別是老年或殘疾用戶）的身體承受能力；操作界面（按鈕、觸摸屏等）要直觀易用，符合人體操作習(xí)慣；設(shè)備重量分布要合理，減少長(zhǎng)時(shí)間穿戴的疲勞感；關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍和機(jī)械結(jié)構(gòu)要符合人體自然運(yùn)動(dòng)模式，避免引起不適或損傷；穿戴和調(diào)整過程要簡(jiǎn)便；提供足夠的支撐和固定，確保使用安全；視覺和聽覺反饋信息要清晰有效。四、論述題1.解析思路：回答需結(jié)合具體實(shí)例，論述AI的作用。首先明確AI在康復(fù)輔具中的角色（如數(shù)據(jù)分析、決策支持、控制優(yōu)化、個(gè)性化定制等）。然后結(jié)合實(shí)例說明：*實(shí)例1（數(shù)據(jù)分析與決策）：如AI算法分析患者大量的運(yùn)動(dòng)傳感器數(shù)據(jù)（關(guān)節(jié)角度、肌電信號(hào)等），自動(dòng)識(shí)別異常模式，評(píng)估康復(fù)進(jìn)展，預(yù)測(cè)潛在風(fēng)險(xiǎn)，并據(jù)此向治療師推薦調(diào)整康復(fù)方案。例如，AI識(shí)別出患者步態(tài)中的代償模式，提示治療師加強(qiáng)該部位肌力訓(xùn)練。*實(shí)例2（控制優(yōu)化）：如AI驅(qū)動(dòng)的康復(fù)機(jī)器人，可以根據(jù)患者的實(shí)時(shí)表現(xiàn)（如完成動(dòng)作的速度、力量、穩(wěn)定性）動(dòng)態(tài)調(diào)整輔助力度、速度或任務(wù)難度，實(shí)現(xiàn)更個(gè)性化、更高效的康復(fù)訓(xùn)練。例如，當(dāng)患者動(dòng)作完成質(zhì)量高時(shí)，機(jī)器人減少輔助；動(dòng)作困難時(shí)，提供更多支持。*實(shí)例3（個(gè)性化定制）：如基于機(jī)器學(xué)習(xí)，根據(jù)患者的康復(fù)數(shù)據(jù)，AI可以輔助生成高度個(gè)性化的康復(fù)訓(xùn)練計(jì)劃，包括內(nèi)容、強(qiáng)度、頻率等。*實(shí)例4（用戶體驗(yàn)）：AI可以用于自然交互，如通過BCI讓患者用意念控制輔具，提升交互的自然度和趣味性。最后總結(jié)AI如何通過這些方式提升性能（效率、效果）和用戶體驗(yàn)（自然度、個(gè)性化、趣味性）。2.解析思路：回答需探討倫理挑戰(zhàn)并提出策略。首先識(shí)別主要挑戰(zhàn)：*數(shù)據(jù)隱私與安全：患者康復(fù)數(shù)據(jù)高度敏感，如何防止泄露和濫用是核心問題。*算法偏見與公平性：AI算法可能因訓(xùn)練數(shù)據(jù)偏差而對(duì)特定人群（如性別、種族）產(chǎn)生不公平的康復(fù)效果或資源分配。*設(shè)備安全性與可靠性：康復(fù)輔具直接作用于人體，其設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試的安全標(biāo)準(zhǔn)至關(guān)重要，故障可能造成嚴(yán)重后果。*過度依賴與去技能化：患者或治療師過度依賴設(shè)備可能導(dǎo)致自身能力退化，或使治療師技能荒廢。*成本與可及性：高昂的費(fèi)用可能加劇醫(yī)療資源不平等。*責(zé)任界定：設(shè)備故障或AI決策失誤導(dǎo)致不良后果時(shí)，責(zé)任歸屬?gòu)?fù)雜。針對(duì)每個(gè)挑戰(zhàn)，提出具體策略：*數(shù)據(jù)隱私：建立嚴(yán)格的數(shù)據(jù)加密、訪問控制、匿名化處理規(guī)范；明確用戶授權(quán)機(jī)制；遵守相關(guān)法律法規(guī)（如HIPAA、GDPR）；加強(qiáng)行業(yè)監(jiān)管和審計(jì)。*算法偏見：使用多元化、代表性的數(shù)據(jù)集進(jìn)行訓(xùn)練；開發(fā)可解釋AI技術(shù)；建立算法公平性評(píng)估和審計(jì)機(jī)制；引入人類專家參與決策過程。*設(shè)備安全：制定并嚴(yán)格執(zhí)行嚴(yán)格的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（如ISO13485醫(yī)療器械質(zhì)量管理體系）；進(jìn)行充分的生物力學(xué)和臨床測(cè)試；建立完善的召回和更新機(jī)制。*過度依賴：設(shè)計(jì)輔具時(shí)考慮促進(jìn)患者主動(dòng)參與和自主性；加強(qiáng)治療師培訓(xùn)，掌握輔具的正確使用方法和監(jiān)督策略；鼓勵(lì)家庭康復(fù)中的人機(jī)協(xié)作。*成本與可及性：推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新降低成本；鼓勵(lì)政府和社會(huì)投入；發(fā)展分級(jí)診療模式，提供不同價(jià)位和功能的輔具選擇；探索租賃等模式。*責(zé)任界定：明確設(shè)備制造商、開發(fā)者、醫(yī)療機(jī)構(gòu)、醫(yī)生、患者之間的責(zé)任劃分；購(gòu)買商業(yè)保險(xiǎn)覆蓋相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。3.解析思路：回答需提出未來技術(shù)發(fā)展方向并闡述理由?？梢詮膸讉€(gè)前沿方向中選擇1-2個(gè)進(jìn)行深入論述：*方向1：腦機(jī)接口（BCI）與神經(jīng)調(diào)控技術(shù)的深度融合*闡述理由：腦損傷（如中風(fēng)、脊髓損傷）導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)功能障礙的根本原因在于神經(jīng)系統(tǒng)損傷。直接作用于大腦的BCI技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)更直接、更自然的控制方式（如用意念控制假肢或外骨骼），甚至可能通過神經(jīng)調(diào)控技術(shù)促進(jìn)神經(jīng)可塑性，輔助恢復(fù)受損功能。這將是突破現(xiàn)有康復(fù)輔具限制的關(guān)鍵方向，實(shí)現(xiàn)從“代償”向“恢復(fù)”的根本轉(zhuǎn)變。*方向2：可植入式智能康復(fù)設(shè)備*闡述理由：可植入設(shè)備可以直接作用于受損的神經(jīng)或肌肉，提供更精準(zhǔn)、更持久的刺激或神經(jīng)接口，尤其在恢復(fù)精細(xì)運(yùn)動(dòng)或處理嚴(yán)重神經(jīng)損傷方面潛力巨大。結(jié)合無線傳輸和AI處理能力，實(shí)現(xiàn)體內(nèi)植入物與體外系統(tǒng)的智能交互和個(gè)性化調(diào)控，將是未來高端康復(fù)的重要趨勢(shì)。*方向3：智能化與個(gè)性化水平的進(jìn)一步提升*闡述理由：未來的智能康復(fù)不僅需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和反饋，更需要基于AI進(jìn)行深度學(xué)習(xí)和預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)從“被動(dòng)適應(yīng)”到“主動(dòng)預(yù)測(cè)和干預(yù)”的轉(zhuǎn)變。例如，系統(tǒng)能預(yù)測(cè)患者康復(fù)的瓶頸或潛在風(fēng)險(xiǎn)，提前調(diào)整方案；或者根據(jù)患者細(xì)微的生理和心理狀態(tài)變化，動(dòng)態(tài)調(diào)整康復(fù)內(nèi)容和環(huán)境，實(shí)現(xiàn)真正意義上的“千人千面”的智能康復(fù)。*方向4：遠(yuǎn)程康復(fù)的普及與智能化升級(jí)*闡述理由：隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)和AI技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)程康復(fù)將更加普及和高效。未來的遠(yuǎn)程康復(fù)系統(tǒng)將不僅僅是視頻通話指導(dǎo)，而是集成智能監(jiān)測(cè)、自動(dòng)評(píng)估、AI輔助決策、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）情景訓(xùn)練等多種