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精确控制单个手指 假肢弹钢琴不是梦

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人气:-发表时间:2017-12-18 10:34【

 近年来,我们见识了不少令人瞠目结舌的假肢技术。尽管大部分仍局限于实验室研究,但由意念控制的仿生假肢即将进入人们的生活。

 对大多数假肢手臂使用者而言,精细运动控制依然遥不可及。如今,佐治亚理工大学的研究人员设计了一款全新的假肢。它拥有单独的手指运动,而且无需依靠大脑传感器。

 五年前,音乐青年Jason Barnes由于触电而几近死亡。抢救回来后,他失去了右手手肘以下部分。然而,这并未阻止他成为一名鼓手。他为右手安装了一根鼓棒,然后继续不断练习,最终得以进入亚特兰大音乐学院。

 后来,他与佐治亚理工大学的机器人专家Gil Weinberg取得了联系,后者为他打造了一款含两根鼓棒的假肢。Barnes可以通过手臂肌肉、借助肌电图(EMG)传感器控制其中一根鼓棒——传感器能够在手臂和假肢之间传递脉冲。另一只鼓棒就更牛逼了,它可以根据当前演奏的音乐进行“即兴演奏”,仿佛拥有自己的思想,完全不受鼓手的控制。假肢还设有不同的模式,可以通过按钮进行调节。

 如今,Weinberg等人再次取得突破,使Barnes能够单独控制每根假肢手指。自断手以来,这是他第一次做到这点。手指的控制程度非常精细,以至于能够敲击钢琴键。

 这种新型假肢可以让手部残障人士完成各种各样的操作,洗澡和吃饭这类基本功能不在话下,像钢琴演奏这样高难度的活动都可以实现。

 虽然这项技术看上去非常「科幻」,但其实还是基于人类基本生物规律而开发。截肢者虽然失去了他们的手,但脑部神经仍可以与前臂肌肉沟通;又因为这些前臂肌肉的运动刚好是命令手指运动的肌肉群,所以当某个人想移动「假手假肢」时,超声波可以检测到前臂肌肉的运动,并将检测信号传达到「假肢」设备上;接下来,设备内置的机器算法系统,会测算出人类肌肉运动表达的准确意思;最终,假肢就可以根据算法下达的指令,像正常的手一样运动。

 乔治亚理工大学的研究团队表示,下一步他们将努力降低超声波传感器的功耗,并把设备尺寸做小,使这种「假手假肢」更适合残障人士穿戴。