卢克·天行者的仿生手通过超声技术得以实现
卢克·天行者(Luke Skywalker's)的一项惊人发明,他将能够使用钢琴或演奏乐器,这真是真实的事。佐治亚理工学院的研究人员制造了一种超声波传感器,该超声波传感器使截肢者能够通过运动手势单独控制自己的假肢,而这是目前市售设备无法实现的。
五年前,著名的鼓手杰森·巴恩斯(Jason Barnes)因事故对右臂进行了电击,但他迫使医生将右臂截肢在肘部以下,因此他的肌肉可以控制手指。他与Weinberg合作,第一次使用了仿生手,并且能够使用钢琴,还用仿生手在吉他上演奏了《星球大战》主题曲。
佐治亚理工大学设计学院教授吉尔·温伯格说:“我们的义肢臂由超声波信号驱动,通过使用这项新技术,义肢可以检测到被截肢者想要移动的手指,即使他们没有手指也可以。”领导项目。
巴恩斯之前使用了可用的肌电图(EMG)传感器(附着在他的肌肉上),但是与目前相比,传感器的准确性不高。 “ EMG传感器不是很准确,它们可以检测肌肉运动,但是信号太嘈杂,无法推断出该人想要移动哪根手指。我们试图为杰森改善EMG的模式检测,但无法获得每个手指的控制权。”佐治亚理工学院音乐技术中心主任温伯格说。
然后,团队在实验室周围看到了一个超声波机器,他们还与佐治亚理工大学的两位教授Minoru Shinohara,Chris Fink和Levent Degertekin进行了合作,在他们的帮助下,他们成功地将超声波探头连接到了手臂上。医生使用相同的探针检查子宫内婴儿的活动,他们用它观察巴恩斯的肌肉如何运动。
温伯格说:“那是我们有尤里卡时刻的时候。”
温伯格和他的团队将Barnes肌肉的每一次独特运动都输入到一种算法中,该算法可以迅速证明哪根手指想要运动。仿生手还能够通过精确计算残疾人所需的力来检测每个手指的连续和同时运动。
“这完全令人振奋,这种新的手臂使我能够随时随地进行自己想要的抓地力,而无需更改模式或按下按钮。我从没想过我们能够做到这一点。”巴恩斯说。
Weinberg's Labs for Barnes的第一个发明是在2014年为他安装了带有两个鼓槌的假肢。现在,仿生手是Weinberg's Lab为Barnes创作的第二只手。第一个创造物使他有机会用比世界上任何鼓手都快的鼓棒再次打鼓,因为他喜欢打鼓。温伯格的机器人在全世界四大洲的巴恩斯音乐会上引起了全世界的关注,其中之一是巴恩斯在华盛顿特区肯尼迪中心和穆格菲斯特(Moogfest)表演的。因此,第一个作品将Weinberg提升到令人印象深刻的创作水平,因此他们认为第二个作品让Barnes仿生手和他自2012年以来所缺乏的表现赞叹不已。
“如果这种手臂可以演奏音乐,就像弹奏钢琴一样微妙而富有表现力,那么这项技术还可以用于许多其他类型的精细运动,例如洗澡,梳理和喂食,我还设想身体强壮人们只需移动手指就可以远程控制机械臂和手。”温伯格说。
资料来源:佐治亚理工学院