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充氣機械手能助截肢者實時觸覺控制

2021-08-18 10:05:21 | 來源: 科技日報 | 責編: 鄭思雯
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【中首圖】充氣機械手能助截肢者實時觸覺控制

  美國麻省理工學院開發的一種充氣機械手可以讓截肢者實時進行觸覺控制。圖片來源:麻省理工學院

  科技的推動讓假肢的發展突飛猛進?,F在,美國麻省理工學院開發出一款成本約500美元的神經假肢。這只智能“手”柔軟、輕便而有彈性,重約半磅(約0.23千克),外觀如電影《超能陸戰隊》中機器人大白的手一般。相關研究發表在16日的《自然·生物醫學工程》雜志上。

  這只假手由商用彈性體EcoFlex制成。假肢由五根充氣的“手指”組成,每根“手指”都嵌入了纖維片段,類似于真實手指上的關節骨骼。截肢者可用其進行日?;顒?,比如拉拉鏈、倒果汁、“擼貓”。

  研究人員開發了一種控制器,可以引導氣動系統來精確地給“手指”充氣,并將手指彎曲到特定的位置。該系統包括一個小型泵和閥門,可以在腰部佩戴,大大減輕了假肢的重量。

  研究小組使用了一種算法以“解碼”肌肉信號,并將它們與常見的抓取類型聯系起來。他們還使用這種算法對氣動系統的控制器進行編程。例如,當截肢者想象拿著酒杯時,傳感器會提取肌肉信號,然后控制器將其轉化為相應的壓力。接著,泵施加這些壓力,使每個手指充氣,產生截肢者想要的抓力。

  研究發現,這種帶有觸覺反饋系統的假肢可以為截肢者恢復殘肢的一些知覺,當觸摸或擠壓物體時,假肢上的傳感器會產生與感測到的壓力成正比的電信號。此外,新設計也很耐用,在被錘子撞到或被車碾過后很快就能恢復原形。

  “這還不是產品,但它的性能已經接近或優于現有的神經假肢。”麻省理工學院研究人員表示,“對于遭受截肢的低收入家庭來說,這種軟質假肢的成本非常低,潛力巨大。”(張佳欣)

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