重大突破!3D打印技術(shù)為失去右手的音樂家提供假肢

lydiazhang   2017-12-18 09:34:08

盧克·天行者在與達(dá)斯·維德(Darth Vader)的決斗中失去了右手(他也是他的父親,如果你曾經(jīng)生活在磐石下,也可能是一個破壞者)。 天行者的手后來被一個驚人的控制論手所取代,這個手能夠以令人難以置信的敏捷性進(jìn)行表演,并且看起來和他原來的手一模一樣。 現(xiàn)在,他以后再次失去了那只手,但是幸運(yùn)的是,星球大戰(zhàn)的保險公司并不像我們這里的那些吝嗇,所以他能夠得到一個替代品。

轉(zhuǎn)向現(xiàn)代,現(xiàn)實生活中的手部修復(fù)術(shù),通常你所看到的是一個相對笨拙的系統(tǒng),在某些情況下,根本就沒有任何一個手的改進(jìn)。 然而,3D打印和其他3D技術(shù)的主流化導(dǎo)致了更好的修復(fù)體的發(fā)展,功能超越了美學(xué)。 一般來說,這些假肢通過附著在穿用者肌肉上的肌電圖(EMG)傳感器接收信號來工作。 這些傳感器檢測通??刂苼G失的手的電脈沖的存在,但是它們的檢測方法相對較粗糙,只能檢測到脈沖的不存在,而不是期望的效果。

這意味著可以通過信號來“告知”假肢,以打開或關(guān)閉抓地力,但不能執(zhí)行我們在天行者的替換中看到的那種精細(xì)的馬達(dá)動作。 研究人員一直在尋找一種方法來對假肢進(jìn)行更精細(xì)的控制,佐治亞理工學(xué)院的一個小組剛剛?cè)〉昧酥卮笸黄啤?研究小組Gil Weinberg,Minoru Shinohara,Chris Fink和Levent Degertekin一直在與截肢者Jason Barnes合作開發(fā)一種可以單獨(dú)移動每根手指的修復(fù)體。 溫伯格描述了他們面前的問題:

“EMG傳感器不是很準(zhǔn)確。 他們可以檢測到肌肉運(yùn)動,但信號過于嘈雜,無法推斷出該人想要移動哪個手指。 我們試圖改善從EMG模式檢測杰森,但不能得到手指的控制。“

當(dāng)他們從EMG傳感器移開并開始研究使用超聲波檢測肌肉運(yùn)動的可能性時,尤里卡時刻就來臨了。 超聲波能夠檢測肌肉運(yùn)動的差異,并報告那些肌肉指向哪個手指移動。 創(chuàng)建可以讀取輸出的傳感器允許他們構(gòu)建假肢,其可以基于佩戴者的自然肌肉運(yùn)動來單獨(dú)移動每個手指。

巴恩斯在工作時觸電摔在手臂下,也是一位音樂家,而基于開放式仿生學(xué)開放源代碼設(shè)計的新手,給了他第一次接近鋼琴所需的靈活性 時間。 他興奮地說:

“這完全是令人興奮的。 這個新的手臂可以讓我做任何我想要的東西,在飛行中,不用改變模式或按下按鈕。 我從來沒有想過我們能做到這一點(diǎn)。“

這不是巴恩斯為巴恩斯設(shè)計的第一個突破性假肢,他的第一個音樂愛好是鼓。 Def Leppard的Rick Allen證明了在1974年車禍中失去了左臂之后可以打鼓,并且打得很好,所以只有一只手臂不能阻止Barnes繼續(xù)打鼓,但是發(fā)展 打鼓修復(fù)的一定讓他加強(qiáng)他的游戲。 機(jī)器人手臂實際上握有兩根棍子,每根棍子都是電腦控制的。 第一個使用EMG技術(shù),第二個已經(jīng)編程,聽取正在播放和即興創(chuàng)作。 巴恩斯實際上成了一名三人鼓手。

溫伯格認(rèn)為,即使身體健全的人正在執(zhí)行復(fù)雜的任務(wù),也可以利用這種第三種假肢。 沒有理由總是把義肢看作是恢復(fù)失去能力的簡單嘗試; 溫伯格認(rèn)為,他們應(yīng)該突破界限,創(chuàng)造假肢,使穿著者能夠超越身體所能做到的事情:跑得更快,跳得更高,發(fā)揮更好。 畢竟,沒有理由不去推動極限 - 除了擔(dān)心假肢有一天會變得有感覺,一個來自未來的強(qiáng)大的人將不得不走回頭來保護(hù)我們。 但也許我剛剛看了太多的電視。

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