近日，一款新型仿生手由美國(guó)約翰斯·霍普金斯大學(xué)的工程師團(tuán)隊(duì)研發(fā)成功，其抓握能力與真實(shí)人手不相上下，能夠輕松應(yīng)對(duì)從毛絨玩具到水瓶等多種日常物品。這款仿生手最引人注目的特點(diǎn)在于，它能根據(jù)物體的形狀和材質(zhì)智能調(diào)整抓握力度，確保既穩(wěn)固抓取又不會(huì)對(duì)物品造成損害。
相較于傳統(tǒng)機(jī)械手，這款仿生手的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了剛性與柔性的完美結(jié)合。傳統(tǒng)機(jī)械手往往因?yàn)檫^于堅(jiān)硬而難以適應(yīng)不同材質(zhì)的物體，或者因?yàn)檫^于柔軟而缺乏必要的穩(wěn)定性。而這款仿生手則克服了這些缺陷，為手部截肢者帶來了更加自然和靈活的抓握體驗(yàn)。
據(jù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、生物醫(yī)學(xué)工程師斯里拉瑪納·桑卡爾介紹，他們的目標(biāo)一直是打造一款能夠真正模擬人手運(yùn)動(dòng)和觸感的仿生手，讓截肢者在使用時(shí)能夠感受到如同自己手一般的自然與舒適。桑卡爾強(qiáng)調(diào)，這款仿生手的設(shè)計(jì)充分考慮了安全性與自如性，讓截肢者在與親人接觸時(shí)無需擔(dān)心力度過大。
這款仿生手的工作原理是通過前臂肌肉信號(hào)進(jìn)行控制，能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)的抓握力度調(diào)整。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)結(jié)合了3D打印的骨架和橡膠狀聚合物材料，手指部分則配備了三層觸覺傳感器，模擬了人類皮膚的分層結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計(jì)不僅讓仿生手能夠感知觸碰，還能識(shí)別物體的形狀和材質(zhì)。
每個(gè)充氣軟關(guān)節(jié)都可通過前臂肌肉進(jìn)行操控，同時(shí)結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，為使用者提供了更加逼真的觸覺反饋。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，這款仿生手能夠精準(zhǔn)識(shí)別并拿住包括柔軟或易碎的毛絨玩具、洗碗海綿，以及堅(jiān)硬的金屬水瓶和菠蘿等在內(nèi)的15種物品，整體操作準(zhǔn)確率高達(dá)99.69%。在測(cè)試中，它甚至僅用三根手指就能穩(wěn)穩(wěn)地拿起裝滿水的塑料杯，而不會(huì)對(duì)其造成任何擠壓變形。
這款仿生手的研發(fā)成果已在《Science Advances》期刊上發(fā)表，標(biāo)志著手部截肢者在日常生活和工作中將獲得更多便利和可能性。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，我們有理由相信，未來將有更多類似的高科技產(chǎn)品涌現(xiàn)，為人們的生活帶來更多改變。
