肌电控制接口可应用于多功能假肢手的控制,帮助截肢患者实现高效自然地假肢控制。但当前截肢患者因肌电信号质量较差,缺少训练等原因无法有效控制肌电假肢,普遍使用意愿较低。虚拟康复训练系统可帮助截肢患者进行高效的肌电训练,已经成为当前的主流训练方案。随着虚拟现实和增强现实技术的发展,设计更具真实感与参与感的虚拟训练系统成为了可能。同时,游戏元素也被加入了虚拟康复训练系统中,以提高截肢患者的积极性。但在当前对新型虚拟康复训练系统的研究中,普遍存在系统使用复杂,通用性差,不重视实际使用体验等问题,尚无一个较为理想的新型虚拟训练系统。而造成该现状的原因之一是新型虚拟训练系统的研发涉及多种研究方向及技术,无法由肌电控制接口研究人员独立完成。为解决上述问题,本文的主要研究内容及成果如下:一、首先通过对肌电假肢及虚拟训练系统研究现状的调研,分析出针对截肢患者的虚拟康复训练系统的理想要素,提出了基于增强现实的虚拟康复训练系统的设计,并设计实现了同时满足研究用途和家用要求的基础硬件平台。二、为解决肌电控制接口研究人员与其他方向的研究及开发人员的协作问题,本文设计开发了肌电训练与测试通用软件平台,既为研究人员提供了基于模式识别方法的肌电训练与测试实验研究平台,及通用的用户图形界面,也为其他方向的研究及开发人员提供了通用接口。三、为满足截肢患者在家训练的需求,降低其使用负担,本文设计实现了便携式肌电训练与测试平台。同时设计了可云端存储及处理肌电数据的云平台,降低了本地设备的存储计算资源的要求,也为肌电数据共享及远程辅助康复提供了条件。四、为向截肢患者提供更具参与感的训练环境,本文在系统中设计实现了沉浸式增强现实康复训练环境,并在虚拟环境中实现了多自由度虚拟手,既为截肢患者提供了更加真实的训练引导,也为研究人员提供了进行肌电同步比例解码等研究的实验平台。五、为降低截肢患者的佩戴负担,提供更具交互性和趣味性的训练环境,本文在系统中实现了交互式增强现实康复训练环境,帮助截肢患者“重获手臂”。该训练环境经三名截肢患者测试及对比实验验证,被证明可有效提升截肢患者进行肌电训练的效果。本文还基于通用软件平台及通用接口,快速实现了两款训练游戏,进一步提升了截肢患者进行康复训练的积极性。