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科学家研制机器仿真手:韧带肌腱一应俱全
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西雅图华盛顿大学的伊曼纽尔.托多洛夫设计了这款新型机器手,“手”上还以人手的生物特征为基础,安装了关节和滑轮。这是目前最接近真实人手的产品,可以模拟出我们双手的一举一动。有了这款仿生设计产品,也许有一天,我们真的能制造出可以以假乱真的机器假肢,就像星战中卢克?天行者的电子手一样。此前的仿真机器手通常使用铰链来简化人手的构造,这样一来,机器手的动作就会不自然,无法像真正的人手一样灵巧。他们先是扫描了人类手部的骨骼,用3D打印将骨头打印出来,并以此复制出各式各样的关节。然后他们将这些人造的“骨头”与关节连在一起,而这些关节的动作范围和僵硬程度都和人手十分接近。人手的韧带能够固定关节、控制关节的运动范围。而在机器手中,研究人员利用了强韧的光谱纤维来代替天然的韧带。光谱纤维是世界上最强韧、质量最轻的纤维之一,强度是钢铁的15倍。此外,研究人员利用胶皮来取代软组织。负责控制手指屈伸的筋腱则由光谱纤维和胶皮共同制成。这几层组织包裹在人造的指骨外面,用来控制手部的灵活度。研究人员还利用了伺服电机来模仿肌肉的作用。该研究说明,对假肢的控制依赖于人类的大脑,因此这些受人脑控制的假肢与真正的人手越接近,它们也就越有效。图为人造的“指骨”,由纤维编织出的韧带和激光切割出的关节软组织相连。
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