无限手套|科学家研发了现实版“无限手套”,能抓能感知,帮助肢体恢复功能
我们每天执行的许多动作都依赖于我们双手的精确动作。对于上肢截肢的人来说,假肢可以恢复一些大多数人认为理所当然的功能。
只是这些假肢通常很重、很硬而且很贵。最近研究人员使用了一种称为
神经假肢不仅是一种感觉
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但是研究人员不仅将手用做抓取设备——手还可以为我们触摸的任何东西提供触觉反馈。为了最好地复制人手,理想的神经假体会将这两种功能结合在一个轻便灵活的包装中。
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研究团
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通过计算机建模所需使用的压力大小,
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用户可以做的不仅仅是控制假肢手指的位置,由于指尖中的压力传感器,发送回肢体的电信号提供有关每个手指所触摸内容的反馈。
这些电脉冲使用户能够“感受到”人造手指上的压力,并知道例如正在触摸手上的哪个手指。
初步穿上触觉神经手套动手实践
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当研究人员与志愿者一起测试这种新型智能假手时,在典型的手功能测试中,它的效果至少与传统神经假肢一样好。
用户不仅能够处理识别食物、物体和工具,并且能带上手套自然地使用它们,同时还能够与周围的其他人、动物及其环境互动。
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与
传感器覆盖的手套可能会导致更好的假手
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重要的是,轻巧的设计不会牺牲耐用性。尽管重量不到三分之一公斤,并且由弹性体制成,但假肢抵抗锤击或汽车碾压,恢复以保持功能。
虽然需要进一步的工作使这种新型假肢成为截肢患者的可行选择,但研究人员对其潜力持乐观态度。
这让位于麻省理工学院的资深专家赵宣和教授感慨地说:“这还不是产品,但其性能已经与现有的神经假肢相似或优于我们感到兴奋的。“
这种低成本设备有数百个压力传感器,当佩戴者操纵物体时,这些传感器会产生一系列高分辨率的“压力图”。这些地图被输入一个人工智能系统时,这个系统可以识别手套中的物体。
除了提供关于手如何工作的重要信息外,这项研究还有助于设计假手、机器人抓手和人机界面。
这种手套是研究人员用一种织物制成,这种织物涂有聚合物,当施加压力时电阻会发生变化。手指、拇指和手掌由64根导电线交叉组装形成548个连接点,这些连接点可以测量聚合物的电导率,从而测量手套上的局部压力。
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手套的数据输出是一个32×32像素的“压力图”,它以大约150个灰度的灰度记录着每个像素处的压力。数据以每秒7.3帧的速度获取,手套的制作和读出电子设备成本约为1000元左右,可以说是相当的经济实惠。
触觉数据库
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传感器手套用于获取包含135,000个压力图的“触觉数据库”。这是通过让佩戴者在持续3-5分钟的会话中用一只手操作26个日常物品来完成的,这些物品包括一把剪刀、一卷胶带、一个杯子和一个饮料罐等。
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