约翰斯・霍普金斯大学工程师打造革命性仿生手:灵活适应,安全拿取
大浪资讯(3月8日)报道,一项突破性的研究成果近日由约翰斯・霍普金斯大学的工程师团队带来,他们研发出了一款新型仿生手,其卓越的性能在医疗辅助领域具有深远意义。
这款仿生手能够如同自然之手般灵活地抓握各种日常物品,无论是毛绒玩具还是水瓶,它都能根据物体的形状和材质智能调整抓握力度,确保物品既不会因力度过大而损坏,也不会因力度不足而滑落。
传统机械手的局限性与仿生手的创新突破
传统的机械手往往在适应不同材质的物品时显得力不从心,要么过于刚硬,难以灵活操作,要么过于柔软,缺乏必要的稳定性。而这款仿生手的设计巧妙地融合了刚性与柔性,为手部截肢者带来了前所未有的自然抓握体验,同时使得机械手臂在与外界互动时更加灵活高效。
研究成果的发表与科学意义
这项创新成果已于3月5日在《Science Advances》期刊上发表。大浪资讯为您提供相关链接,点击此处即可查看详细信息。
研发团队的愿景与目标
“我们的目标始终是打造一款能够完美模拟人手运动和触感的仿生手,让截肢者在使用时能够感受到如同自身手部一般的自然。”该研究的负责人、生物医学工程师斯里拉玛纳・桑卡尔如此说道。他们的愿景是让截肢者能够安全、自如地使用这款仿生手,在与亲人互动时无需担心力度过大。
仿生手的内部结构与操控方式
这款仿生手通过前臂肌肉信号进行控制,能够根据需要进行灵活的力度调整。它的内部结构采用了3D打印技术,结合了橡胶状聚合物材料,手指配备了三层触觉传感器,模拟了人类皮肤的分层结构。这些传感器不仅能够感知触碰,还能识别物体的形状和材质。每个充气软关节都可通过前臂肌肉操控,并结合机器学习技术,提供更加逼真的触觉反馈。
实验结果与性能展示
实验结果显示,这款仿生手能够精准识别并拿住15种物品,包括柔软或易碎的毛绒玩具、洗碗海绵,以及较硬的金属水瓶和菠萝等。整体操作准确率高达99.69%。在测试中,它仅用三根手指就能稳稳拿起装满水的塑料杯,而不会造成挤压变形。
这款仿生手的问世,无疑为手部截肢者带来了新的希望,也为未来仿生技术的发展提供了新的方向。