作者:张佳欣 来源:科技日报 发布时间:2021/8/18 12:44:53
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充气机械手能助截肢者实时触觉控制

 

科技日报北京8月17日电 (实习记者张佳欣)科技的推动让假肢的发展突飞猛进。现在,美国麻省理工学院开发出一款成本约500美元的神经假肢。这只智能“手”柔软、轻便而有弹性,重约半磅(约0.23千克),外观如电影《超能陆战队》中机器人大白的手一般。相关研究发表在16日的《自然·生物医学工程》杂志上。

这只假手由商用弹性体EcoFlex制成。假肢由五根充气的“手指”组成,每根“手指”都嵌入了纤维片段,类似于真实手指上的关节骨骼。截肢者可用其进行日常活动,比如拉拉链、倒果汁、“撸猫”。

研究人员开发了一种控制器,可以引导气动系统来精确地给“手指”充气,并将手指弯曲到特定的位置。该系统包括一个小型泵和阀门,可以在腰部佩戴,大大减轻了假肢的重量。

研究小组使用了一种算法以“解码”肌肉信号,并将它们与常见的抓取类型联系起来。他们还使用这种算法对气动系统的控制器进行编程。例如,当截肢者想象拿着酒杯时,传感器会提取肌肉信号,然后控制器将其转化为相应的压力。接着,泵施加这些压力,使每个手指充气,产生截肢者想要的抓力。

研究发现,这种带有触觉反馈系统的假肢可以为截肢者恢复残肢的一些知觉,当触摸或挤压物体时,假肢上的传感器会产生与感测到的压力成正比的电信号。此外,新设计也很耐用,在被锤子撞到或被车碾过后很快就能恢复原形。

“这还不是产品,但它的性能已经接近或优于现有的神经假肢。”麻省理工学院研究人员表示,“对于遭受截肢的低收入家庭来说,这种软质假肢的成本非常低,潜力巨大。”

 
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