重大突破!3D打印技术为失去右手的音乐家提供假肢

lydiazhang   2017-12-18 09:34:08

卢克·天行者在与达斯·维德(Darth Vader)的决斗中失去了右手(他也是他的父亲,如果你曾经生活在磐石下,也可能是一个破坏者)。 天行者的手后来被一个惊人的控制论手所取代,这个手能够以令人难以置信的敏捷性进行表演,并且看起来和他原来的手一模一样。 现在,他以后再次失去了那只手,但是幸运的是,星球大战的保险公司并不像我们这里的那些吝啬,所以他能够得到一个替代品。

转向现代,现实生活中的手部修复术,通常你所看到的是一个相对笨拙的系统,在某些情况下,根本就没有任何一个手的改进。 然而,3D打印和其他3D技术的主流化导致了更好的修复体的发展,功能超越了美学。 一般来说,这些假肢通过附着在穿用者肌肉上的肌电图(EMG)传感器接收信号来工作。 这些传感器检测通常控制丢失的手的电脉冲的存在,但是它们的检测方法相对较粗糙,只能检测到脉冲的不存在,而不是期望的效果。

这意味着可以通过信号来“告知”假肢,以打开或关闭抓地力,但不能执行我们在天行者的替换中看到的那种精细的马达动作。 研究人员一直在寻找一种方法来对假肢进行更精细的控制,佐治亚理工学院的一个小组刚刚取得了重大突破。 研究小组Gil Weinberg,Minoru Shinohara,Chris Fink和Levent Degertekin一直在与截肢者Jason Barnes合作开发一种可以单独移动每根手指的修复体。 温伯格描述了他们面前的问题:

“EMG传感器不是很准确。 他们可以检测到肌肉运动,但信号过于嘈杂,无法推断出该人想要移动哪个手指。 我们试图改善从EMG模式检测杰森,但不能得到手指的控制。“

当他们从EMG传感器移开并开始研究使用超声波检测肌肉运动的可能性时,尤里卡时刻就来临了。 超声波能够检测肌肉运动的差异,并报告那些肌肉指向哪个手指移动。 创建可以读取输出的传感器允许他们构建假肢,其可以基于佩戴者的自然肌肉运动来单独移动每个手指。

巴恩斯在工作时触电摔在手臂下,也是一位音乐家,而基于开放式仿生学开放源代码设计的新手,给了他第一次接近钢琴所需的灵活性 时间。 他兴奋地说:

“这完全是令人兴奋的。 这个新的手臂可以让我做任何我想要的东西,在飞行中,不用改变模式或按下按钮。 我从来没有想过我们能做到这一点。“

这不是巴恩斯为巴恩斯设计的第一个突破性假肢,他的第一个音乐爱好是鼓。 Def Leppard的Rick Allen证明了在1974年车祸中失去了左臂之后可以打鼓,并且打得很好,所以只有一只手臂不能阻止Barnes继续打鼓,但是发展 打鼓修复的一定让他加强他的游戏。 机器人手臂实际上握有两根棍子,每根棍子都是电脑控制的。 第一个使用EMG技术,第二个已经编程,听取正在播放和即兴创作。 巴恩斯实际上成了一名三人鼓手。

温伯格认为,即使身体健全的人正在执行复杂的任务,也可以利用这种第三种假肢。 没有理由总是把义肢看作是恢复失去能力的简单尝试; 温伯格认为,他们应该突破界限,创造假肢,使穿着者能够超越身体所能做到的事情:跑得更快,跳得更高,发挥更好。 毕竟,没有理由不去推动极限 - 除了担心假肢有一天会变得有感觉,一个来自未来的强大的人将不得不走回头来保护我们。 但也许我刚刚看了太多的电视。

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