陳根:中美團隊聯合開發智能假手,僅約292克_風聞
陈根-知名科技作家为你解读科技与生活的方方面面。2021-08-25 10:40
文|陳根
在日常生活、工作和人際交往中,手的敏捷性和協調性意義重大。對於因先天、外傷、疾病等遭遇截肢的人來説,往往有難以言喻的生活不變和心理創傷。此時,佩戴假肢可以幫助他們“修復”肢體的殘缺,並對心理有所撫慰。
當前,仿生機械手已越發接近於真正的智能人形假肢。其通常由人體表面的肌電信號控制,以產生相應動作,幫助傷殘者完美地實現用手錶達。同時,一些工業機械手還能在特殊環境中,代替人類做一些特殊操作。
可以説,高度銜接的仿生肢體不但可以感知使用者的殘餘肌肉信號,而且能夠以機器人方式模仿佩戴者的預期動作。但獲得這種靈巧性代價也是很高的——可能要花費數萬美元,而且配備的電機也可能又重又硬。
針對這一問題,近日,來自上海交通大學、麻省理工學院的科學家們聯合設計出了一款柔軟、輕巧且可能實現低成本製作的神經義肢。這種義肢既靈活又柔軟,重約 292 克,成本約為 500 美元,無論是重量還是價格,都低於剛性智能義肢。
該義肢由5個柔軟的手指和1個可提供6個活動自由度的手掌組成,每個手指都嵌入了 2-3 個具有特定長度的剛性纖維段,用於模仿人類手掌的拇指或其他手指的關節骨。
與大多數神經義肢使用電動機控制的方法不同,該義肢使用了氣動系統來精確地給手指充氣,並將它們彎曲到特定的位置。氣動柔性手指的設計具有成本低、重量輕和可擴展製造的優點,可以穿在腰間,這就大大減輕了義肢的重量。
此外,**研究人員在義肢的每個指尖上都安裝了一個壓力傳感器,當觸摸或擠壓該傳感器時,會產生與感受到的壓力成正比的電信號。**而且,每個傳感器都連接到截肢者殘肢上的特定位置,當義肢的拇指被按壓時,用户就有所感覺。
實驗中,志願者們可以通過反覆收縮手臂肌肉,靈活地使用義肢進行日常活動,例如吃餅乾、拿電腦,甚至是與人握手、撫摸狗狗等。
在接下來的研究中,或許可以通過對手指施加更硬的彈性體和更高的氣動壓力,來優化系統性能。未來,這種柔軟、量輕、低成本的神經義肢具有很大的應用潛力,且可能會推動個性化神經義肢發展。
