机械手可以感觉到。免费技术图书馆新闻

机械手能感觉到

14.10.2014

多亏了新技术，拥有假手的人可以区分他触摸的是哪个人造手指。除了提高灵敏度外，科学家们还开发了一种更舒适的方式将人造手连接到身体上。

理想的假肢应该具有与真实肢体相同的特性——它应该以相同的方式移动和感觉。人工手臂和腿的移动性已经取得了相当大的进展，但敏感性呢？我们感到寒冷，温暖，我们可以将笔与砂纸区分开来，这要归功于位于皮肤中并与大脑相连的许多特殊受体。是否可以在假肢中制作类似的灵敏度系统？

对于生物力学假肢的开发者来说，主要任务之一是让假肢正确地感受到机械压力。例如，如果一个人想用假手拿一个玻璃杯，他必须计算握力以免压碎它，为此您只需要准确地感受玻璃表面对手指和手掌的压力即可。近 40 年来，神经科学家一直在进行实验，试图在大脑和带有电子压力传感器的人造手之间创造令人满意的反馈。然而，直到最近才取得成功：洛桑联邦理工学院（瑞士）的西尔维斯特罗米塞拉 (Silvestro Micera) 和他的同事在 XNUMX 月份的《科学转化医学》杂志上报告说，他们设法创造了一只手，不仅可以轻轻地拿一杯，但要通过触摸来区分圆形物体和方形物体。

生物力学假肢配备了传感器，通过控制手指运动的人造肌腱中的张力来估计手对物体的压力。根据这个电压，传感器产生一个电信号，但在这种形式下，神经系统无法理解它，因此需要一种算法，将信号转换为神经系统可以理解的语言。通过电极转换的冲动进入幸存肩部的神经。

但几个月后，另一篇文章发表在《科学转化医学》上，其中来自凯斯西储大学（美国）的一组研究人员声称他们设法制造了一种更敏感的假体。他们使用了十几个压力传感器，这些传感器被转换成不同强度和持续时间的电脉冲。这些脉冲通过植入皮下的三个电极传递到神经。每个电极只连接一根神经，但它们之间的连接点很多：有两个手被截肢的人参与了这项研究，其中一个人的神经与电极相连，有二十个触点，另一个人的数量较少。结果，设计者实现了更详细的感觉：一个人可以用人造小指或人造拇指区分他触摸表面的确切内容。

此外，使用假手的志愿者可以区分，例如，砂纸与光滑或有棱纹的表面，如果手同时放在两个表面上，则该人可以分辨出手的哪个部位感觉到了什么。机械手可以在不损坏浆果的情况下拾取浆果并将牙膏涂抹在牙刷上——这是相当微妙的动作，需要协调感觉和施加的力量。感觉的可靠性取决于电极和神经之间“输入”的数量，以及计算机信号转换的准确性。如果说早期来自假肢的感觉仅限于或多或少强烈的刺痛感，那么现在，在达斯汀泰勒 (Dustin Tyler) 和他的同事创造的设计的帮助下，生物力学感觉变得更加真实。

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Razer Basilisk Ultimate 模型针对要求苛刻的用户。它具有高精度的 20kdpi Focus+ 光学传感器。该设备还使用了 Razer HyperSpeed 无线技术，据制造商称，该技术的运行速度比其他无线游戏技术快 25%（通过点击延迟进行比较）。新颖性还获得了无需物理接触即可工作并具有 70 万次点击资源的光开关。该鼠标具有 11 个可编程按钮、一个可调电阻滚轮和一个 14 区域 RGB 照明系统，可使用 Razer Chroma Studio 软件进行控制。电池在背光关闭的情况下可提供长达 100 小时的电池寿命。 Razer Basilisk Ultimate 的售价为 149,99 美元。

对于更经济的用户，Basilisk X HyperSpeed 模型旨在。在这种情况下，使用了更实惠的光学传感器，分辨率为 16 dpi，6 个可编程按钮和机械开关，资源为 50 万次操作。该设备还获得了对 HyperSpeed 技术的支持。至于自主性，一节 AA 电池可让您在通过蓝牙连接时离线工作长达 450 小时。 Razer Basilisk X HyperSpeed 售价 59,99 美元。

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