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踝足假肢机器人系统 你见过吗

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人气:-发表时间:2016-09-05 10:46【

 在国外有一名叫Hugh Herr的名人,他从小是一个登山迷,从七岁就开始登山,大家都叫攀岩天才,的目标是成为世界上最棒的登山运动员。不过,1982年发生在新罕布什尔州华盛顿山的那场暴风雪,彻底改变了的人生轨迹。在那场暴风雪中,和同伴迷了路,被迫在山中度过了3个温度接近-30℃的黑夜。在被解救后,的双腿因为严重冻伤,而不得不进行了截肢手术,截去了膝盖以下的肢体。

 在截肢之后,Hugh Herr并没有颓废,他在最基本的数学和计算机科学课程修起,MIT拿到了机械工程硕士和生物医学博士学位,并在做生物医学器械博士后的时候,开始研究仿真人腿的假肢机器人系统,后来创立了iWalkMIT Biomechatronics团队。其团队研发假肢与外骨骼和仿生科技,成功打造了一个踝足假肢机器人系统。让残缺的人完整,让不幸的人幸福,这就是Hugh Herr的梦想,他坚信自己的梦想可以实现,并一直在努力着

 他的团队项目旨在加快仿生科技的发展,其发现了仿生动作原理,开发了性能与肌肉类似的制动器技术,打造了包括假肢和外骨骼在内的多个产品。其团队研究成果非常丰硕,从生物力学科学到生物动作,再到生物医学设备设计一网打尽,目标是为造福不幸致残的人类。

 迄今为止,Hugh Herr已经为世界做出了极大贡献。现在,其开发的Transfemoral Quasipassive Knee Prosthesis(股部准被动式膝盖假肢)已经成功被?ssur Inc公司投入商用。2006年,他创建了 iWalk公司,让 Powered Ankle-Foot Prosthesis(驱动脚踝-脚假肢)和其他的仿生腿设备投入商用。Herr教授影响了许多学术社团,他受邀参加许多国际会议和学术讲座,包括第四届国际生物力学大会、国际先进假肢大会、世界经济论坛以及TED演讲等等。同时,他还是《神经工程与康复日报》、《国际机器人研究杂志》、IEEE Transactions生物医学工程部的联合编辑。2007年,Hugh Herr被获得第13Heinz奖。

 其公司的仿生腿仿生腿,每一只上都有3个微处理器和12个传感器。微处理器就像大脑一样,它们能够控制肌肉一样的制动器,让制动器能够移动、加硬、驱动假肢患者“人造脚踝”。而传感器能够测试位置、速度、加速、压力和温度,同时也能结合位置和速度。

 世界上很多的假肢的脚部或脚踝部都是人类驱动,这就意味着它们是靠着佩戴它们的人们来传递力量,因此穿戴者走起路来很费劲。而其研发的仿生腿假肢是仿生的,在人们走路之时,它可以向人们的步伐传递能量,这就像是他们被截掉的那部分肌肉向步伐传递能量一样。

 为了让患者更好舒适地使用假肢,其团队进行了很多研究,最后做出了一个杯状的设备作为膝盖,它能够支撑患者的体重,这种形状可以在最大程度上给假肢患者舒服,想要腿部假肢契合身体

 其团队利用包含嵌入式处理器、传感器、无线网络、模拟器件以及控制软件在内的嵌入式系统,把机械工程与生物力学、神经网络控制学相融合。在嵌入式系统中,处理器就像人的大脑,传感器像人的眼睛和耳朵,模拟器件就相当于人体的肌肉,软件算法则让所有器官发挥功效。与PC不同,嵌入式系统一般体积微小、功耗很低、软硬件一体化,可以嵌入到几乎现实世界的所有物体中,实现人们让它完成的智能功能。

 其团队对传感器的设计要求非常严格。在人们行走在非常之深的水中时,传感器也不能受到损害。测试了不同的放置部位、速度和加速器,并得出了很多数据。

 Hugh Herr邀请了一位芭蕾舞演员,她在波士顿恐怖爆炸案中不幸失去了一条腿。

 看到这里,相信很多假肢患者一定很希望这种仿生腿能很快的普及。但是仿生假肢因为技术、研发成本非常高,所以大家还要再等一段时间才可以见到。希望Hugh Herr和其团队能够加快研发速度,打造出便宜和可复制的假肢,让每个截肢的患者都能用得上美妙的仿生假肢,让他们的生活更美好、拥有更璀璨的未来。

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