充氣機械手能助截肢者實時觸覺控制
科技日報北京8月17日電 （實習(xí)記者張佳欣）科技的推動讓假肢的發(fā)展突飛猛進。現(xiàn)在，美國麻省理工學(xué)院開發(fā)出一款成本約500美元的神經(jīng)假肢。這只智能“手”柔軟、輕便而有彈性，重約半磅（約0.23千克），外觀如電影《超能陸戰(zhàn)隊》中機器人大白的手一般。相關(guān)研究發(fā)表在16日的《自然·生物醫(yī)學(xué)工程》雜志上。
這只假手由商用彈性體EcoFlex制成。假肢由五根充氣的“手指”組成，每根“手指”都嵌入了纖維片段，類似于真實手指上的關(guān)節(jié)骨骼。截肢者可用其進行日常活動，比如拉拉鏈、倒果汁、“擼貓”。
研究人員開發(fā)了一種控制器，可以引導(dǎo)氣動系統(tǒng)來精確地給“手指”充氣，并將手指彎曲到特定的位置。該系統(tǒng)包括一個小型泵和閥門，可以在腰部佩戴，大大減輕了假肢的重量。
研究小組使用了一種算法以“解碼”肌肉信號，并將它們與常見的抓取類型聯(lián)系起來。他們還使用這種算法對氣動系統(tǒng)的控制器進行編程。例如，當(dāng)截肢者想象拿著酒杯時，傳感器會提取肌肉信號，然后控制器將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的壓力。接著，泵施加這些壓力，使每個手指充氣，產(chǎn)生截肢者想要的抓力。
研究發(fā)現(xiàn)，這種帶有觸覺反饋系統(tǒng)的假肢可以為截肢者恢復(fù)殘肢的一些知覺，當(dāng)觸摸或擠壓物體時，假肢上的傳感器會產(chǎn)生與感測到的壓力成正比的電信號。此外，新設(shè)計也很耐用，在被錘子撞到或被車碾過后很快就能恢復(fù)原形。
“這還不是產(chǎn)品，但它的性能已經(jīng)接近或優(yōu)于現(xiàn)有的神經(jīng)假肢。”麻省理工學(xué)院研究人員表示，“對于遭受截肢的低收入家庭來說，這種軟質(zhì)假肢的成本非常低，潛力巨大。”
