麻省理工學(xué)院和上海交通大學(xué)的工程師們開(kāi)發(fā)了一種假手， 它能精確地給單個(gè)手指充氣以抓住物體，同時(shí)還能為用戶提供觸覺(jué)反饋。 麻省理工學(xué)院表示，全世界每年有超過(guò)500萬(wàn)例上臂截肢手術(shù)。

盡管許多截肢者可能不得不使用靜態(tài)的假肢，但最近在鉸接式機(jī)器人假肢和感覺(jué)反饋方面的進(jìn)展，使一些設(shè)備得以商業(yè)化，這些設(shè)備可以接收殘余的肌肉信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換成手部動(dòng)作。但這種技術(shù)可能很重，而且成本很高。

來(lái)自麻省理工學(xué)院和上海交通大學(xué)工程團(tuán)隊(duì)的軟體假肢據(jù)說(shuō)重約半磅(約225克)，部件總成本約為500美元，使其有可能更加實(shí)惠，也更容易使用。新系統(tǒng)中的手指是由一種名為EcoFlex市售柔軟彈性材料制成的，其中嵌入了類似骨頭的纖維段。這些都連接到一個(gè)3D打印的支架上，形狀像人類的手掌。

麻省理工學(xué)院的裝置沒(méi)有安裝電機(jī)來(lái)控制每個(gè)手指模塊，而是利用一個(gè)小泵和用戶腰部的閥門(mén)(以保持假體本身的重量)，精確地給手指充氣，形成特定的形狀。而這個(gè)氣動(dòng)系統(tǒng)是通過(guò)連接在用戶肢體上的EMG傳感器控制的。利用計(jì)算機(jī)建模，研究人員設(shè)計(jì)了一個(gè)控制器，將手指充氣成類似于五種常見(jiàn)的抓握動(dòng)作，包括捏住、握拳和捏住手掌。

然后用一種將肌肉信號(hào)轉(zhuǎn)換為這種抓握類型的算法對(duì)控制器進(jìn)行編程，以完成常見(jiàn)的任務(wù)，如拿酒杯，傳感器采集的肌肉信號(hào)被控制器轉(zhuǎn)換為合適的壓力，然后每個(gè)手指被泵充氣，以形成所需的抓握形狀。該團(tuán)隊(duì)還在每個(gè)指尖上安裝了一個(gè)壓力傳感器，然后將它們?nèi)窟B接到用戶殘肢的特定區(qū)域，以提供實(shí)時(shí)觸覺(jué)反饋。

兩名志愿者接受了訓(xùn)練，讓他們?cè)谀X海中想象五種常見(jiàn)的抓握方式時(shí)收縮手臂上的肌肉，然后負(fù)責(zé)進(jìn)行手工力量和靈活性測(cè)試，例如堆疊跳棋、用筆寫(xiě)字、拿起脆弱的物體和舉起重球。志愿者們報(bào)告說(shuō)，麻省理工學(xué)院的系統(tǒng)在大多數(shù)任務(wù)中與市售剛性假肢一樣好，甚至更好。

其中一名志愿者在日常使用中有效地展示了該設(shè)備，他能夠掌握諸如錘子和鉗子之類的東西，使用柔軟的假肢吃蛋糕和 蘋(píng)果 等食物，甚至與人握手。在蒙住眼睛的情況下，志愿者還能夠確定哪根手指被研究人員觸摸過(guò)，并識(shí)別放在手中不同大小的瓶子。

該設(shè)計(jì)已經(jīng)申請(qǐng)了專利，并且在潛在的商業(yè)化之前繼續(xù)改進(jìn)傳感能力和運(yùn)動(dòng)范圍。

關(guān)鍵詞： 麻省理工學(xué)院 截肢手術(shù) 假手 傳感器