充气机械手能助截肢者实时触觉控制

科技日报北京8月17日电 （实习记者张佳欣）科技的推动让假肢的发展突飞猛进。现在，美国麻省理工学院开发出一款成本约500美元的神经假肢。这只智能“手”柔软、轻便而有弹性，重约半磅（约0.23千克），外观如电影《超能陆战队》中机器人大白的手一般。相关研究发表在16日的《自然·生物医学工程》杂志上。

这只假手由商用弹性体EcoFlex制成。假肢由五根充气的“手指”组成，每根“手指”都嵌入了纤维片段，类似于真实手指上的关节骨骼。截肢者可用其进行日常活动，比如拉拉链、倒果汁、“撸猫”。

研究人员开发了一种控制器，可以引导气动系统来精确地给“手指”充气，并将手指弯曲到特定的位置。该系统包括一个小型泵和阀门，可以在腰部佩戴，大大减轻了假肢的重量。

研究小组使用了一种算法以“解码”肌肉信号，并将它们与常见的抓取类型联系起来。他们还使用这种算法对气动系统的控制器进行编程。例如，当截肢者想象拿着酒杯时，传感器会提取肌肉信号，然后控制器将其转化为相应的压力。接着，泵施加这些压力，使每个手指充气，产生截肢者想要的抓力。

研究发现，这种带有触觉反馈系统的假肢可以为截肢者恢复残肢的一些知觉，当触摸或挤压物体时，假肢上的传感器会产生与感测到的压力成正比的电信号。此外，新设计也很耐用，在被锤子撞到或被车碾过后很快就能恢复原形。

“这还不是产品，但它的性能已经接近或优于现有的神经假肢。”麻省理工学院研究人员表示，“对于遭受截肢的低收入家庭来说，这种软质假肢的成本非常低，潜力巨大。”

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