神奇未来之手:中国科大19自由度灵巧假肢诠释人手级精准掌控
2月23日报道称,由中国科学技术大学与合作伙伴共同研发的一套拥有19个自由度的轻型仿生灵巧手取得了成功。
仿生灵巧手能够实现与人手相当的功能,这不仅能够增强人形机器人的精细操作能力,还可能为全球数以千万计的上肢截肢者提供手部功能恢复及日常生活的辅助支持。
人手具有23个自由度,其重量仅占人体总重的约1/150,但却承担了全身54%的运动功能,是人类执行各种任务的重要工具。
研究团队以高功重比形状记忆合金(SMA)为人工肌肉驱动,仿生设计出类肌腱传动系统,成功放大了SMA的驱动力并减小了传动阻力。通过在手指及手腕内嵌入23组传感单元,研究团队实现了关节的精确运动控制。
该仿生灵巧手集成了包含冷却模块的38组阵列式SMA驱动器,使其能够实现19自由度的灵活运动。
得益于仿生设计和高密度集成技术,这款灵巧手仅重0.37千克,却具备与人手相媲美的灵巧操作能力,能够完成梳头、写字、握手、递名片和下棋等日常精细操作任务。此外,其最大负载能力达到2.5千克,足以满足患者的日常需求。 这款灵巧手不仅在重量上实现了轻量化设计,在功能性方面也达到了令人瞩目的水平。其能够在保证轻便的同时,提供如此出色的灵活性和操作精度,无疑为患者提供了极大的便利。这项技术的发展不仅体现了科技的进步,也为医疗辅助设备领域带来了新的希望。
研究团队借助科大讯飞的语音识别技术,为智能假肢手赋予了简便、友好且经济高效的人机交互功能。该智能假肢手能够支持60种语言和20种方言,识别准确率达到95%,响应时间仅在毫秒级别,显著提升了用户的使用感受。
在临床试验中,一位60岁的女性截肢患者仅用半天时间就迅速掌握了该智能假肢手的使用技巧,并成功完成了多项标准假肢手功能评估测试中的典型任务,如抓握、操作、翻书、系扣等日常生活中常见的动作。
更令人称奇的是,这款灵巧手还能够操控剪刀、使用手机以及准确做出复杂的手语手势,精确再现了33种传统的人手抓握方式,并能完成6种更为复杂的新型抓握动作,展示了其广泛的应用潜力。
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