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美科学家为人类设计“附肢” 人体或现“第三只手”

发布时间:2014-06-06
原标题:美科学家为人类设计“附肢” 人体或现“第三只手”

  人体也许会出现“第三只手”或“第三条腿”

  美科学家为人类设计工作“附肢”

  提到“义肢”,人们会想到给失去手臂或腿脚的人装的假肢;提到“外骨骼”,人们会觉得像个大外套,包围连接着整个身体。而美国麻省理工学院(MIT)德阿贝罗夫信息系统与技术实验室正在另辟蹊径,研究各种辅助联合型器械,目前他们正在开发的是装在人体上的“附肢”。

  据物理学家组织网6月3日报道,这种“附肢”的正式名字是“编外机器肢体”(SRLs),戴上以后,能增加相应部位肢体的功能。研究人员在2日于中国香港召开的电气和电子工程师协会(IEEE)机器人与自动化国际大会上介绍了他们SRL样机。

  他们播放的视频上显示了一个戴着“附肢”的人,双手搬着个大箱子,而肩膀上的“附手”正在开门。这也显示了未来工人的样子,如果变成了“七手八脚”,干起活来可能十分麻利。

  “想象一下,有一天人们身上突然有了第三只手或第三条腿,多出来的手臂或腿还能帮我们拿东西、支撑身体、分担重物、流水作业。如果附肢运动能和人类运动密切配合的话,人们可能会把它作为身体的延伸。”该实验室人员表示,他们的目标是建造一种辅助肢体,实现人体功能扩展。

  这套装在身体上的“附臂”或“附腿”还能在需要时开门,在做建筑时扶稳物体等。当人们走在街上、逛商场时,戴着附肢可能会有点奇怪,但这也让人看起来更强大。

  实验室的博尔丁·罗伦斯和哈利·阿萨德指出,比如“在按需定制行业,并非所有任务都能自动化,人—机结合是更好的选择”。为了实现生产最优化,他们设计的机器臂是一种补充工具,而不是替代。不是让人们把它作为机器,而是作为身体的延伸。他们列举了飞机装配厂的例子,在这里SRLs能与工人配合,执行特殊的飞机组装任务。“我们侧重于工序设计、人工和SRLs之间的‘沟通’配合、控制实施等方面”。

  领导该研究的埃万·阿克曼解释了人与附肢间是怎么“沟通”的。“SRLs会‘看’你的手臂正在做什么,以此决定该怎么运动。用户在手腕上戴两个惯性检测装置(IMUs),附肢肩座的底部上再装一个,通过监测这三个IMUs,跟踪手臂和附肢的方向、运动。” 比如人把手臂举过头顶,看到向上举重物的信号,SRLs也会举过头顶。

  阿克曼说:“研究人员用SRL样机测试了不同的‘行为模式’,编程来让附肢做人们需要它做的事。”利用陀螺仪和加速计数据,通过模型运算来预测需要帮助的位置。一个模型是让SRLs从肩膀上弹出来,执行头顶上方的任务。其他还有装在腰部的作为备用手臂或备用腿的SRLs。

  (常丽君)

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