麻省理工学院创建了充气假肢手

它更轻,更便宜,和传统的先进假肢一样有能力。

先进的假肢为残肢患者打开了一个全新的、强大的、智能的、美丽的设备世界。

他们使用人工智能帮助优化他们的表现时,走过不同类型的地形;它们可以利用神经信号控制——这些被称为神经义肢——然后依次将信号传回大脑。

然而,所有这一切都是有代价的。先进的假肢可能很昂贵,要花费数万美元,而且是由金属和电机等沉重材料制成的,这使得它们的重量超过了一磅。

为了将假肢技术的进步带给更多人,麻省理工学院(MIT)和上海交通大学(Shanghai Jiao Tong University)的研究人员研制出了一种柔软、廉价的机械手,它提供了许多与其他假肢相同的功能,但重量和价格只是它们的一小部分。

先进的假肢可能很昂贵,要花费数万美元,甚至可能超过一磅

“这还不是一个产品,但性能已经接近或优于现有的神经假肢,这是我们感到兴奋的,”麻省理工学院研究员和工程学教授赵宣和说,

Marvel-ous灵感:研究人员的假肢,发表在自然生物医学工程他的长相和工作方式都很相似Baymax这个充气的、有弹性的、可爱的机器人英雄大英雄6

纤维被分割成指骨状,排列在3d打印的“手掌”周围,全部包裹在柔软、有弹性的材料中。

它是如何工作的:手指的工作方式有点像气球;它们不是由马达驱动,而是通过泵和阀门系统来调节内部的空气压力。该系统可以戴在用户的臀部,所以这个假肢只有半磅重,大约是其他假肢的一半。麻省理工学院(MIT)博士后林少廷(Shaoting Lin)创建了一个计算机模型,将空气压力与手指位置相匹配。利用这些模型,研究人员可以让假体做一些常见的握法,包括一个球形的拳头,把手掌成杯状,以及把手指捏在一起。

“我们现在有四种抓握类型。可以有更多,”赵说。

为了控制这些抓握动作,充气手使用传感器来检测残肢发出的信号。然后,算法读取这些信号,将它们与抓取器匹配,并告诉控制器该做什么。

所以,如果有人在想,比如说,捏他们的手指,这些想法在他们的残肢中产生的信号将被检测、解码,并反馈给控制器,导致手捏。

这种可充气手提供了许多与其他假肢相同的功能,但重量和价格只是它们的一小部分。

然而,这些信号并不是单向的;研究人员还希望他们的软假肢能够给用户提供触觉信息。每个指尖末端的压力传感器向残肢的特定位置发送信号,让用户知道手上的哪个位置被压着。

麻省理工学院指出,市场上大多数神经修复术都没有这个功能。

着手测试:为了进行概念验证测试,研究人员让两名志愿者执行一系列任务,比如翻页、捡起精致的物体,以及用贝max软假肢和传统假肢写字。

研究人员称,这种充气手的效果和传统假肢一样好,甚至更好。

它工作特别是对于一个志愿者来说,他的手能很快地运用到日常活动中,包括握手、拿笔记本电脑和抚摸猫。当他们蒙住这位志愿者的眼睛时,他们发现他能分辨出假肢上的哪根手指被触摸了,甚至能“感觉到”并分辨出不同瓶子的大小。

“对于那些遭受截肢的低收入家庭来说,这种软假肢的成本非常低,这是有巨大潜力的。”

Xuanhe赵

麻省理工学院在声明中说:“该团队认为这些实验是一个有希望的迹象,截肢者可以用这种充气手重新获得某种感觉和实时控制。”

接下来的步骤:赵说,接下来的步骤包括找出更好的解码器,将这些电信号转换成指令,使佩带在腰部的泵系统更小,并装入更多的传感器。

赵说:“对于那些遭受截肢的低收入家庭来说,这种软假肢的成本非常低,这是有巨大潜力的。”

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