焦作一小女孩获赠仿生手,什么是仿生手?

   2023-04-09 17:02:43 网络840
核心提示:仿生手是可以自由活动的假肢手,它是通过肌电信号传感器拾取残肢肌肉的表面的肌电信号来实现对手的动作控制的一种装置。“仿生手”从根本上来说,其实是一种假肢,不过它与传统的不同的是,仿生手臂可以让患者通过大脑控制其运动,而且还能重新享受到久违的触

焦作一小女孩获赠仿生手,什么是仿生手?

仿生手是可以自由活动的假肢手,它是通过肌电信号传感器拾取残肢肌肉的表面的肌电信号来实现对手的动作控制的一种装置。

“仿生手”从根本上来说,其实是一种假肢,不过它与传统的不同的是,仿生手臂可以让患者通过大脑控制其运动,而且还能重新享受到久违的触摸感觉。仿生手,可在0.5秒之内快速识别和响应肌电信号,准确率接近100%,基于此助力特种人群劳动效率大幅提升50%。

而且仿生手的外形灵巧,综合运用了仿生学、机械电子、材料学、生物医学和信息技术,拥有15个灵活的关节。在此基础上,仿生手可实现多关节协同控制与精细操作,也能通过内置智能感知模块和AI算法进行自动操作。

在电影《阿丽塔》中,失去了手臂的小女孩因为装上了两只机械手而获得了新生。而在现实生活中,“仿生手”不仅能帮助伤残人士重获生活、劳动的能力,还能在高危工作环境中成为人类身体的“外挂”。在仿生手最早被发明的时候,它只能进行一些简单的操作,比如拿起物品和收缩手指等,但是随着科技的发展和研究的不断深入,如今的仿生手已经具备了非常完善的功能。

根据意大利理工学院和意大利国家工伤保险研究所INAIL 假肢中心的科学家团队发表于《科学-机器人》的一篇论文显示,仿生手在速度、力量和灵活性已经有了非常大的提升,还具有稳定、有协调性的的抓握能力,虽然它做出动作的速度仍然低于人手,但是它仍有很大的提升空间。相信在不久的未来,我们可以看到和真手没有明显区别的仿生手。

焦作一女孩获赠仿生手,仿生手的工作原理是什么?

当一个人的手臂断了的时候,如果无法进行再植,惟一的办法就是安装一个假手。但是,现在的假手有很大的局限:它们没有灵敏的手指,对压力不能做出相应的反应。这样一个假手安装在人身上,患者无法得心应用。那么,现在能不能做出更好的假手呢?

英国医学家研制出了仿生假手,这种手可以完成真手85%的功能,真可谓以假乱真了。这种仿生假手由患者脖子上的肌肉收缩控制。假手的人造皮肤下共有30个内置微型传感器。每只假手和真手一样,有5个手指头,每个手指头上各有6个传感器,按每隔2毫米的距离排列起来。

除此之外,科研人员还在研制一种神经合成器,一旦研制成功了,仿生假手恐怕不仅仅是以假乱真,说不定还达到了栩栩如生的地步。只要主人想干的事情,仿生假手就会和真手一样,利索干净地完成任务。

人手有着极其复杂的结构,一个大拇指就可以做出最复杂的动作来。当人的真手捡起一个小物件时,其皮下成千上万的神经末梢就会源源不断地把各种各样的信息反馈给人的大脑,让大脑作出判断,再给手传达新的信息指令,从而使人手能随时地调整,以适应要捡的小物件的特征,最终把它给捡起来。

可是,看似十分轻松随意的动作却让假手无能为力。因此,仿生学假手的一个重要组成部分就是英国科研小组研制出来的能够对压力做出像真手神经末梢那样反应的微型传感器。这种微型传感器将成为覆盖假手表面的人造皮肤的一个重要组成部分。

仿生假手可以根据人造皮肤表面受到不同的压力通过传感器做出反应。此外,假手的抓力还可以根据不同的使用者而异,每个假手手指都有自己的压力点,因而不会出现其中一个手指碰到了物体,其他手指动作不得不全部停止的尴尬局面。

有了仿生假手,残肢病人的痛苦将会大大减少,他们也能像正常人一样,“得心应手”。

仿生机器人的定义是什么?其特点是什么

焦作一女孩获赠仿生手,仿生手的工作原理是利用“神经接口”来传递肌肉皮下神经发出的微弱神经信号,然后再把这种信号反馈在仿生手上。

一、仿生手的具体原理和应用

在外科手术中,病人的断臂末端的神经与胸肌相连,以便肌肉群接收和放大来自大脑的电子脉冲,并将其传输至仿生臂的感应器,从而控制它们的动作。

在此,胸肌既是信号的“中转站”,又是“放大器”。例如在经历了一场车祸后,患者失去了一条手臂,利用这种技术,患者现在可以“动脑子”地操作一条手臂了,并且可以用来切牛排、剥香蕉了。也有患者因为触电而断了一只胳膊,现在他可以用一条人造的胳膊来进行弯曲或者握拳,而且还能做一些高难度的运动,比如驾驶。

二、仿生手已经可以实现触感

半数的手切除病人不愿意用义肢,因为义肢会让他们感到不适,很难融入到自己的身体里。但瑞士科学家研制出一种能使被截肢的人重新感受到触觉的新型仿生手臂。这种仿生手是利用电极,与断肢患者的神经直接相连,使其能够自主地操控仿生手,同时也能将触感传递给大脑,而且这种仿生手还能抓握东西,并对抓握的力度进行反馈。

三、仿生手的使用

仿生手的日常使用和使用者自己的实践有着密切的联系,只有将二者结合起来,才能发挥出最佳的效果。就好像我们在手机上输入指纹一样,一开始需要多次、不同角度地输入,以便以后使用的时候更加准确。仿生手臂也是一样,戴上了仿生手,就会有一个数据收集的过程,收集的数据越多,在未来的使用中就越准确。

仿生机器人是一种基于生物体结构和行为特征的机器人。它的设计和制造过程是通过研究生物体的生理结构、运动机理和感知特点等,将这些特点与机器人的机械、电子、控制系统等技术相结合,实现机器人的高效、灵活的运动和行为。仿生机器人是机器人技术和生物学、神经科学、机械工程、材料学等多学科交叉的产物。

仿生机器人的特点包括:

模仿生物特征:仿生机器人的设计和制造是以生物体为蓝本进行的,它模仿了生物体的结构和特征,例如骨骼结构、肌肉系统、皮肤感知等,从而实现更加灵活和适应不同环境的运动和行为。

复杂的传感系统:仿生机器人通常具有复杂的传感系统,可以感知和识别周围环境和对象,从而能够做出更加准确的反应和行动。

智能控制算法:仿生机器人采用先进的智能控制算法,可以自主学习和适应不同的环境和任务,从而实现高度灵活的运动和行为。

与人类的高度互动:仿生机器人可以与人类进行高度互动,具有更好的人机接口和交互方式,可以更好地适应人类的需求。

广泛的应用领域:仿生机器人的应用领域非常广泛,包括医疗、教育、环境、军事、航空等领域。例如,仿生机器人可以用于手术机器人、无人机、救援机器人、智能家居等领域,以及探索太空、深海等极端环境中。

高度的可编程性:仿生机器人可以进行高度的编程和控制,从而实现不同的任务和行为。

提高生产效率:仿生机器人可以在工业制造和生产过程中使用,可以提高生产效率和质量,并减少劳动力成本。

实现协作和群体行为:仿生机器人可以与其他机器人或人类进行协作和群体行为,从而实现更加复杂和高效的任务完成。

推动科学技术进步:仿生机器人的研究和应用可以推动科学技术的进步和发展,尤其是在机器人技术、材料科学、控制技术、人机交互等领域的研究和应用。

与此同时,仿生机器人可以为解决人口老龄化问题做出一定的贡献。随着全球人口老龄化现象的加剧,人们需要寻找新的解决方案来应对老年人口的日益增加和健康需求的不断提高。以下是仿生机器人在这方面所做的贡献:

健康护理:仿生机器人可以用于老年人的健康护理,例如提供身体活动和康复治疗、监测健康状况、提供药物管理和协助日常生活等服务。

社交互动:仿生机器人可以作为老年人的伴侣,提供社交互动和陪伴服务,从而改善老年人的生活质量。

安全监控:仿生机器人可以监测老年人的生活环境和活动,以及提供紧急救援服务,从而确保老年人的安全和保健。

家庭服务:仿生机器人可以在家庭中提供日常生活服务,例如清洁、烹饪、购物等,从而减轻老年人的日常负担,提高生活质量。

护理人员辅助:仿生机器人可以作为护理人员的辅助工具,提高护理效率和质量,从而减轻护理人员的工作压力和负担。

总之,仿生机器人可以为老年人提供更好的健康护理、社交互动、安全保障和日常生活服务,从而改善老年人的生活质量和促进老龄化社会的可持续发展。

                                                                                    ——燕子机器人.中国

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