恢复截肢者90%以上功能,逼真且灵活的仿生手臂来了

时间:2020-09-28 相关资料下载



生活中有这样一群人,他们先天或后天因疾病或者意外等原因,失去了部分肢体,在生活中面临着种种不便。为了让他们能够自主生活,科学家们发明了义肢,把它们安装在残疾人身体上,尽量满足人们的日常生活需求。


尽管这不是真实的肉体,总给人们带来 “生硬”、 “假”、“不自然” 等负面印象,但到如今,这些都成为了 “过去式”。最近几年,国内外科研机构公司研发出了多款新功能、逼真的仿生手臂,跟真实手臂相比也差不了多少,它们也都能握手,能拿东西。




比如,英国仿生手臂公司 OpenBionic 推出的 “Hero Arm” 。这是一款 3D 打印、经医学批准的仿生手臂,轻巧的机械假肢装置,具有可定制的外观,专门为(八岁及以上)肘部以下缺乏肢体的人而设计。




它通过计算机程序,扫描人体,并通过仿真模拟假肢零件的活动,确认能否顺利实现预想的功能,再通过 3D 打印机制作部件。然后,通过易用、便宜的电子器件组装起来,凭借直线电机加上线拉的方式驱动,手指舒张由 TPE 材质本身的回弹能够实现。




而在最新一期Science Robotics《科学机器人》封面中,意大利理工学院IIT实验室就展示了一款最新开发的仿生手Hannes,更显逼真灵活。

它不仅外观与人手非常相似,而且可使截肢患者恢复90%以上功能,其设计理念也被授予Compasso d'Oro国际工业设计奖。




该仿生手Hannes是一种包括手和腕等多关节的上肢假肢系统,其特点是柔软性较好且具有动态适应要抓握物体形状的能力。目前,仿生手Hannes已获得CE标志,并准备进入国际医疗市场。



该仿生手可供患者佩戴一整天,且已在使用超过1年的环境中进行了耐久性和稳健性测试(近500000个生命周期)。

Hannes仿生手最强的在于其机械设计,在目前市场领域也是遥遥领先。其使用的机械差速系统使得Hannes仿生手仅使用单个马达就可适应要抓握的物体,而且,该系统的效率与人手相一致。此设计让Hannes仿生手具备自然手感的同时,其功能也大幅增加。

此外,Hannes仿生手的手指和手腕活动也十分灵活。其手指在静止时可以自然弯曲和定位。其中,拇指可以定位于3个不同的位置,以适应多种抓取操作,包括拾取小物体的精细抓取,握住小物体的侧向抓取以及可抓取和移动重物的强力抓取。整体抓取有效且稳健。



虽然与我们的想象还有一定的差距,但目前国内外的仿生手臂都有了很大的发展。虽然目前仿生手臂价格不菲,但终有一天,随着技术的发展、成本的降低,“仿生手臂” 终会走进寻常百姓家。

包括机器臂研究在内的人工智能、机器人、编程热潮方兴未艾,未来智能化生活大势所趋,如何立足于时代潮流奋勇前行呢?

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