DARPA研发最先进仿生机械臂,为截肢患者带来福音

因疾病、创伤和癌症等情况截肢的患者,最痛苦的事情莫过于再也无法拿起各种工具实现生活自理等最基本的需求,更别说想重新投入工作了。然而,DARPA资助美国DEKA公司开发的LUKE仿生机械臂却给他们带来了希望。

据了解,LUKE仿生机械臂之前被称为DEKA手臂系统(Arm System),是Segway创始人Dean Kamen的心血结晶。它的全称是Life Under Kinetic Evolution(动力演化中的生命),其灵感来自电影《星球大战:帝国反击战》,剧中人物卢克·天行者(Luke Skywalker)的手臂就是机械手。

LUKE仿生机械臂可以一次处理多个指令,这使它能尽可能的自然运动。目前,LUKE仿生机械臂能够将肌肉信号转变成复杂的手臂动作,从而给使用者带来像真实手臂一样的体验。DARPA称,通过简单直观的控制系统,LUKE仿生机械臂可以做出非常灵巧的手臂和手部动作,还有握力反馈。假肢由模块化电池供电,尺寸与重量与人体手臂差不多。

由于LUKE仿生机械臂极高的准确度,使用者能够完成那些对灵敏度和接触力量有要求的任务,比如说从冰箱里拿鸡蛋并且打到锅中来做煎蛋,在拿取鸡蛋的过程中并不会打破它。LUKE仿生机械臂也能够完成其它的工作,比如说在早晨倒一杯橘子汁并举起杯子,而且不会洒出来。更广的活动范围意味着使用者能够够到背后或者高度超过头顶的高层货架上的物品。

中央控制中心接收信号,肌动电流电极能够从使用者的肌肉那里探测到电流。模式识别技术随后对神经信号进行破译,并且将它们转变成有意识的手臂运动。这个思路并不新鲜,但这个项目的突破之处在于这项技术能够将神经信号传递给LUKE仿生机械臂,让使用者获得更佳的操控力、力量和活动。这种设计将多个马达组合到一起,这对于LUKE仿生机械臂的使用来说至关重要。

为了能够操控LUKE仿生机械臂,使用者可以选择许多不同的操控方法。表面肌电电极和压力开关就是一种选择。另外一种选择是脚踏操控设备,这种设备通常穿戴在鞋子的上面。

LUKE仿生机械臂也设计了许多抓取模式,使用者可以根据所需要的动作提前开启或者关闭。它的设计也能够应对一些现实中的状况,比如说天气和地势等。

LUKE仿生机械臂能够穿到外面,而且能够在小雨等环境中正常使用。

在经过8年的开发后,LUKE仿生机械臂拥有了近乎自然的控制方式,可增强截肢者的独立性和生活质量,目前已经取得了FDA的批准。

LUKE仿生机械臂不仅给截肢患者带来了福音,也让新一代拆弹机器人得到了很大的提升,这些使用LUKE仿生机械臂的机器人已经能够更好地完成它们的工作了。

尽管LUKE仿生机械臂已经正式进入生产阶段,但由于该项目是由DARPA资助,为帮助伤残军人修复手臂而研发的,因此,该产品首先会在伤残军人中使用,而普通消费者还需要继续等待。

原文发布于微信公众号 - 机器人网(robot_globalsources)

原文发表时间:2017-11-14

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