随着人机共融、人机协作时代的到来，机器人在人的帮助下完成更具实际意义的任务已成为国内外研究热点。本文在“973”项目“操作感知一体化灵巧假肢设计制造与性能评估”的支持下，就获取和应用人体的运动力学特性与刚度特性展开了研究。其中，复杂且柔顺的人体臂手系统因其具有灵巧性高、鲁棒性强、安全性好的特点成为本文研究主体。人体表面肌电（surfaceelectromyography，sEMG）信号因其内含丰富的信息成为本文的主要应用工具。　　首先，研究了人体臂手刚度的计算与预测方法。探究了关节在神经角度的运动控制原理，表明了通过肌电信号预测臂手刚度的合理性；分析了对臂手末端动态特性有影响的肌肉分布，确定了sEMG信号的采集位置；结合sEMG信号的不同特征建立了基于sEMG的臂手末端力预测、刚度预测的数学模型，其中，采用了BLR和GEP两种类型的回归模型来建立sEMG信号与刚度的映射关系。　　其次，搭建了基于多模态传感信息的实验系统，对基于sEMG的刚度预测展开了实验分析。实验系统的建立包括硬件连接结构设计和软件程序编写，能够同时采集力、位移和sEMG三种信号；建立了sEMG信号的不同特征与力的线性映射关系，根据均方根误差和相关系数等指标比较了各个特征的预测精度；提取出优势特征后分别建立了人体上肢末端和食指末端刚度与sEMG的线性和非线性映射关系，并对这两种不同类型的映射关系进行了分析比较，讨论了其各自的优缺点。　　然后，提出了两种应用于不同操作场景的仿人手变阻抗控制策略。以基于位置的关节阻抗控制策略为基础进行分析并开展了仿真实验；根据人手神经运动控制机制提出了自适应仿人手变阻抗控制策略，针对关节独立性的影响设计了依赖因子修正了阻抗更新律，并进行了仿真分析，其可用于仿生设备与环境的柔性交互中；为应用于人机协作、人机功能传递等实时场景中，结合肌电信号设计了基于sEMG刚度预测的仿人手变阻抗控制策略。　　最后，搭建了仿人多指灵巧手实验平台，对不同的变阻抗控制策略进行了实验研究。在具有不同刚度的障碍物下设计了灵巧手小指运动控制实验，分析了不同阻抗系数下各运动参数的变化特性；提出了以累计误差和耗能为比较因素的评价指标，比较结果验证了所提控制策略的有效性。