新型機(jī)械手臂助截肢者有感覺地抓起雞蛋

美國猶他大學(xué)等機(jī)構(gòu)科研人員開發(fā)出一種新型機(jī)械手臂，截肢者使用這種機(jī)械手臂能感覺到物體的軟硬，可精準(zhǔn)地抓起雞蛋或葡萄而不會(huì)導(dǎo)致其破碎。

發(fā)表在美國《科學(xué)·機(jī)器人學(xué)》雜志上的論文顯示，這種機(jī)械手臂由金屬馬達(dá)和硅材料“皮膚”等組成，由外部電池提供動(dòng)力。它含有100 個(gè)微電極，通過導(dǎo)線與截肢者殘存手臂上的神經(jīng)系統(tǒng)相連，同時(shí)也通過導(dǎo)線與外部計(jì)算機(jī)連接。

截肢者使用這種機(jī)械手臂時(shí)，大腦發(fā)出指揮機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)信號，與神經(jīng)系統(tǒng)相連的導(dǎo)線將信號傳遞給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)將其轉(zhuǎn)譯為數(shù)字信號，機(jī)械手臂隨之運(yùn)動(dòng)。

機(jī)械手臂的手指上裝有傳感器，可以“感覺”觸碰物體時(shí)受到的壓力，相關(guān)信號會(huì)被傳遞回大腦。研究人員建立了一套模擬人類手臂神經(jīng)系統(tǒng)傳遞感覺等信號的計(jì)算模型，使得截肢者在使用這種機(jī)械手臂時(shí)，大腦能清楚地收到機(jī)械手指的“感覺”，并隨之發(fā)出指令。

一名參與測試的截肢者在戴上這種機(jī)械手臂后，在不破壞目標(biāo)的前提下成功完成了抓雞蛋、摘葡萄等任務(wù)。

領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的猶他大學(xué)生物醫(yī)藥工程專業(yè)副教授格雷戈里·克拉克說，目前這種機(jī)械手臂應(yīng)用于肘關(guān)節(jié)以下截肢者，他認(rèn)為這套系統(tǒng)將來也可用于肘關(guān)節(jié)以上截肢者。

研究團(tuán)隊(duì)還在嘗試讓這種機(jī)械手臂通過無線信號連接到計(jì)算機(jī)，這樣能給使用者更大的活動(dòng)自由。