近日,一款新型仿生手由美國約翰斯·霍普金斯大學(xué)的工程師團隊研發(fā)成功,其抓握能力與真實人手不相上下,能夠輕松應(yīng)對從毛絨玩具到水瓶等多種日常物品。這款仿生手最引人注目的特點在于,它能根據(jù)物體的形狀和材質(zhì)智能調(diào)整抓握力度,確保既穩(wěn)固抓取又不會對物品造成損害。
相較于傳統(tǒng)機械手,這款仿生手的設(shè)計實現(xiàn)了剛性與柔性的完美結(jié)合。傳統(tǒng)機械手往往因為過于堅硬而難以適應(yīng)不同材質(zhì)的物體,或者因為過于柔軟而缺乏必要的穩(wěn)定性。而這款仿生手則克服了這些缺陷,為手部截肢者帶來了更加自然和靈活的抓握體驗。
據(jù)研發(fā)團隊負責(zé)人、生物醫(yī)學(xué)工程師斯里拉瑪納·桑卡爾介紹,他們的目標一直是打造一款能夠真正模擬人手運動和觸感的仿生手,讓截肢者在使用時能夠感受到如同自己手一般的自然與舒適。桑卡爾強調(diào),這款仿生手的設(shè)計充分考慮了安全性與自如性,讓截肢者在與親人接觸時無需擔(dān)心力度過大。
這款仿生手的工作原理是通過前臂肌肉信號進行控制,能夠?qū)崿F(xiàn)精準的抓握力度調(diào)整。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)結(jié)合了3D打印的骨架和橡膠狀聚合物材料,手指部分則配備了三層觸覺傳感器,模擬了人類皮膚的分層結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計不僅讓仿生手能夠感知觸碰,還能識別物體的形狀和材質(zhì)。
每個充氣軟關(guān)節(jié)都可通過前臂肌肉進行操控,同時結(jié)合機器學(xué)習(xí)技術(shù),為使用者提供了更加逼真的觸覺反饋。實驗結(jié)果顯示,這款仿生手能夠精準識別并拿住包括柔軟或易碎的毛絨玩具、洗碗海綿,以及堅硬的金屬水瓶和菠蘿等在內(nèi)的15種物品,整體操作準確率高達99.69%。在測試中,它甚至僅用三根手指就能穩(wěn)穩(wěn)地拿起裝滿水的塑料杯,而不會對其造成任何擠壓變形。
這款仿生手的研發(fā)成果已在《Science Advances》期刊上發(fā)表,標志著手部截肢者在日常生活和工作中將獲得更多便利和可能性。隨著技術(shù)的不斷進步,我們有理由相信,未來將有更多類似的高科技產(chǎn)品涌現(xiàn),為人們的生活帶來更多改變。