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記者專欄
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新可穿戴設(shè)備助假手實現(xiàn)“抓握”自由

2022-02-14 07:11 來源:科技日報

  科技日報訊 (記者張夢然)使用當(dāng)前的肌電假手,即使能夠單獨(dú)控制所有5個手指,用戶一次只能做一個抓握動作。美國研究人員在《科學(xué)報告》上發(fā)表論文稱,他們首創(chuàng)了一種可穿戴的多通道觸覺反饋軟機(jī)械臂帶,通過向機(jī)械手用戶傳達(dá)人工觸覺,使其能靈巧使用假手,同時抓握并移動兩個物體而不會折斷或掉落,即使他們對兩個物體的視線都受到阻礙。

  美國佛羅里達(dá)大西洋大學(xué)研究人員研究了人們能否精確控制施加在兩個不同物體上的握力,用靈巧的人工手同時抓握。在研究中,他們還通過系統(tǒng)地阻止視覺和觸覺反饋來探索視覺反饋在這個復(fù)雜的多任務(wù)模型中所起的作用。他們發(fā)現(xiàn),即使在視覺可用的情況下,受試者也定性地認(rèn)為觸覺反饋比視覺反饋重要得多,因為在抓取的物體被破壞或掉落之前,通常幾乎沒有視覺上可感知的警告。

  與先前研究相比,同步控制方法縮短了移動和交付兩個物體所需的時間,肢體缺失受試者與其他受試者在任務(wù)關(guān)鍵績效指標(biāo)方面沒有顯著差異。

  新臂帶以無創(chuàng)方式集成了多個觸覺反饋通道,配有軟致動器,包括振動觸覺刺激器,以指示抓握的物體是否已損壞。臂帶設(shè)計用于在對應(yīng)于拇指、食指和小指的三個位置進(jìn)行觸覺反饋,以傳達(dá)施加于手握兩個物體的力的幅度。臂帶還配備了三個位于同一位置的振動觸覺致動器,如果抓握中的物體被破壞,它們會振動以提醒受試者。

  在研究展示的多功能控制示例中,受試者在用拇指和小指擰開水瓶蓋的同時,用食指和中指夾住一張卡片。另一個演示是用三個手指抓住一個球,而小指同時用于切換電燈開關(guān)。

  研究人員表示,實現(xiàn)精細(xì)的靈巧控制,不僅需要解釋抓握控制意圖,還需要補(bǔ)充觸覺反饋。這項研究旨在解決觸覺喪失問題,這是目前上肢缺失的人進(jìn)行多任務(wù)處理或充分利用假手的主要障礙。研究有助于未來高度復(fù)雜的雙手操作機(jī)器人框架,目標(biāo)是使上肢缺失的人能夠?qū)崿F(xiàn)目前無法完成的工作和娛樂目標(biāo)。

(責(zé)任編輯:歐云海)

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2022-02-14 07:11 來源:科技日報
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