人类的第三只手 盘点那些最酷的金属机器手臂

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腾讯数码
2018年08月04日 15:51

本文由腾讯数码独家发布

3D打印技术和机器人技术可以为那些失去了四肢的人重新恢复正常的生活,或者可以为普通人带来更高的工作效率。如果你想为身边朋友关注一下机械假肢,或者再贪心一点,想要第三只甚至是第四只手,也不是没有可能。别担心,技术人员也准备好为你服务。

以下是目前在研究实验室中存在的5个最吸引人的机械假肢项目。

1、Supernumerary Robotic Limbs

麻省理工学院(MIT)最近正在研发一组机械手臂,估计用不了多久“三头六臂”什么的就要实现了。研发者们将这组机械手臂称为 Supernumerary Robotic Limbs,机械手臂被安装在一个特制的背心上面,穿上之后两只手臂刚好在肩膀的位置。

目前一只手臂重达9斤多,遗憾的是机械手臂现在还只能拿比较轻的物体。与假肢不同,机械手臂不是代替原来手臂的功能,而是要扩展它的功能。据 IEEE Spectrum 报道,机器手臂可以通过感应佩戴者的全身动作,从而预判下一步该做什么。研发者 Baldin Llorens-Bonilla 说,如果给再给机械手臂设置一些习惯模式,他就可以根据佩戴者的命令来完成操作,可以成为整个身体的延伸。

此外,目前 MIT 另外一个研究组正在研发戴在腰间的机械臂,能够安装2只手臂或者2条腿。研发者表示,会将其应用于飞机生产等制造行业,而据 IEEE Spectrum 称,波音公司给这项研究提供了很多赞助。

MetaLimbs

MetaLimbs,是“Multiple Arms Interaction Metamorphism” 的首字母缩写,意思就是 “多臂交互变形系统”。

它可以像背包一样背起来,想要控制它并不是像科幻电影里那样有大脑去控制的,它主要是通过佩戴者依靠脚和膝盖的动作而有相应的反应。只需在脚部安装弯曲传感器,脚部的动作就能和机械臂的动作同步,比如说你可以用你的右脚趾控制右臂的手指。

但是想要操控好机械臂,你必须穿上它特定的袜子,应为袜子上配有“弯曲传感器”,而为了增加用户的真实触感,该团队还为整个系统添加了专用传感器。 对于“手掌”部位还可以拆卸换成其他工具,比如维修、焊接等。

根据研发出机械臂的研究人员表示,MetaLimbs的适用范围还是很广的,它可以辅助人类完成一些任务,比如你的双手正在键盘奋战,而这时手机响了,就可以用机械臂拿起手机接听或者当你正在工程作业时,往往都是两个人合作,这时候一个机械臂就可以搞定。

DoubleHand

我们生活在一个全球竞争和24/7资本主义的时代,在这个时代,大赢家是那些能够实现惊人的全天候生产力的人。在这样的世界里,一只手放在每只手臂上是不够的。幸运的是,意大利的“增强人类”创业公司you仿生已经走到盘子里,推出了它的Double Hand

由Arduino驱动,3d打印的手被连接到操作人员佩戴的手套上。通过将单个手指按不同的速度移动,用户可以分别控制每一个机械手。有一点学习曲线是要计算出所有的手能做的动作。但是你的老板肯定会喜欢百分之百的提高效率结果。

意念控制第三只手

对于多余的肢体来说,要真正找到广泛的用途,他们需要的是一个直观的控制系统。这是来自日本京都的先进电信研究所的研究人员一直在研究的问题。他们的想法吗?一种通过意念控制来控制机器人第三臂的方法。

日本研究者最近开发出一种脑机交互技术,可让使用者在用双手完成一项任务的同时,通过意念操控“第三只手”去完成另一项任务。

日本科技振兴机构和国际电气通信基础技术研究所近日发布了这一最新研究成果。在实验中,志愿者需要同时完成两项任务:第一项是用双手拿住一个托盘,并将托盘上的圆球滚动到指定位置;第二项是同时运用自己的意念操作机械臂,抓或者放一个瓶子。

研究者为志愿者戴上脑电波监测设备,机械臂位于志愿者座位侧方。实验挑战在于正确解码志愿者意念操作的意图,而不受其完成第一项任务相关脑活动的干扰。当志愿者想象机械臂进行抓取和放下的动作时,脑电波监测设备监测到他们特定脑区的神经活动,然后将其转化为对机械臂的操作指令。

在经过20轮双重任务实验后,志愿者同时完成两项任务的成功率72.5%。研究者发现,参与实验的15名志愿者中,分成表现好和坏两个截然不同的群体,其中8人能够较好完成双重任务,另7人则完成得比较困难。

此前的脑机交互技术大多要求使用者静坐不动,充分集中注意力完成操作机械臂这个单一任务,主要适用于身体严重残疾人士。最新技术被认为将有助于扩展脑机交互的应用范围,可用于研究和提高健康人群的多重任务处理能力。

Third Thumb

一位来自英国皇家艺术学院的研究生有着不同想法,并认为义肢其实可以扩展并提高人类的能力,于是她便决定自行设计出一款3D机械手指“Third Thumb”,可以让人获得第六个手指,用来进行更多复杂的工作。

这项发明的意义在于,将义肢变成人类身体的延伸,从而增加肢体的功能,而在多出了一个手指后,一些平时单手未必能做到的事情便可以靠它来进行完成,比如弹结他可以完成更复杂的和旋,抓取更多物品或用单手榨柠檬汁等。在操控方面,Third Thumb主要是通过鞋底的压力感应器去进行控制,并不算太复杂,比如平时驾驶汽车、弹钢琴,就一样是手脚同时配合使用。

结构方面,由于需要兼顾到动作的灵活性,因此Third Thumb是通过Ninjaflex这款弹性塑胶线材,再用利用3D打印技术,而机械手指上设有三个铰位,由两个马达控制各方向的动作,外壳则采用较坚硬的树脂制成,最后将蓝牙接收器固定好并套在手腕上即可使用。Clode指出,由于每个人的手掌大小各不相同,而3D打印可以制作不同尺寸的Third Thumb,制作上会比较灵活。

来源:digitaltrends

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