这只机械手太硬核！失去手指的机械工程师独立打造，网友：赛博朋克，太酷了

admin · 发表于 2020-10-14 11:40:13

                  <section data-color="rgb(182, 228, 253)" data-custom="rgb(182, 228, 253)"><section><section><section><section><section><section><section><section><section><section><section><section><section><section><section><section><section><section><section><section><p><p><img src="image/20201014/86b79d371e9862b01189f0252a03b2cd_1.jpg" /></p></p></section><section><section><span><strong></strong></span></section><p><span>医疗器械媒体报道先锋</span></p><p><span>分享专业医疗器械知识</span></p></section><section><section><section><span>关注</span></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section></section><p><span><br  /></span></p><p><span>这只硬核机械手火了。</span></p><p><span><br  /></span></p><p><p><img src="image/20201014/6589dd0343f419c339f7dc59530729a9_2.gif" /></p></p><p><span>能稳稳抓握，也能伸张自如</span></p><p><br  /></p><p><span></span></p><p><span>更令网友们惊叹的是，这样一只机械手，是一位失去左手四指的机械工程师Ian Davis独立打造的。</span></p><h6><span></span></h6><p><br  /></p><p><span>事实上，Ian Davis制作机械臂的初衷，多少与爱德华的经历有点相似，这个机械臂，是他为自己失去四根手指的左手制作的假肢。</span></p><p><span><br  /></span></p><p><span>作为一名机械工程师，自失去手指后，他开始自行研发各种更易于操控的机械臂。</span></p><p><br  /></p><section mpa-from-tpl="t"><section mpa-from-tpl="t"><section mpa-from-tpl="t"><section><section powered-by="gulangu"><section><section><p><span><strong><span>一只手，从零打造硬核机械手</span></strong></span></p></section><section><section><br  /></section></section></section></section></section></section></section></section><p><span>这只硬核机械手，是纯机械结构。</span></p><p><span><br  /></span></p><p><span>机械手指靠连杆和钢索带动。从演示视频中可以看出，目前能够实现的抓握和张开手指的操作，是依靠手掌和手腕的动作来实现的。</span></p><p><span><br  /></span></p><p><span>手腕内扣，手指收拢；反之，手指张开。</span></p><p><span><br  /></span></p><p><p><img src="image/20201014/b8d9cc5dfe4bcebab9d4f108929300c3_3.gif" /></p></p><p><span>手腕横向运动，装有万向节的机械手指就能够伸展开。</span></p><p><br  /></p><p><p><img src="image/20201014/1f74d3c447dbb53f004331e4add04f34_4.gif" /></p></p><p><span><br  /></span></p><p><span>另外，手指的状态是可以锁定的。在结构上，Davis采用了带有离合器轴承的链轮锁定装置。</span></p><p><span><br  /></span></p><p><p><img src="image/20201014/a590c322269602f659a09f08a928c326_5.gif" /></p></p><p><span>可以看到，拉动链条，由于离合器承轴位于链轮内侧，手指就会被固定住。</span></p><p><span><br  /></span></p><p><span>整个机械手的控制，由Arduino来驱动，Davis还设置了专门的图形操作界面。</span></p><p><p><img src="image/20201014/ddf5f4ab9dd859c3d71e31dc82b938b3_6.png" /></p></p><p><span>不错，系统可以连接wifi，并配备有蓝牙模块，这样就可以接入各种手工工具，比如磨床等。</span></p><p><span><br  /></span></p><p><span>而在设置模块中，无需连接电脑，使用者就可以对各种阈值进行调整。</span></p><p><span><br  /></span></p><p><span>如果某一天出汗较多，就可以调高电导率的阈值，使汗液不影响对机械臂的控制。</span></p><p><br  /></p><p><p><img src="image/20201014/9a3af023b9db80ab95de85360edf5f5e_7.png" /></p></p><p><br  /></p><p><span>并且，这套设备中也配备了陀螺仪，因此调节以上设置的操作都可以通过手腕的动作来实现。</span></p><p><span><br  /></span></p><p><span>不过，Davis的机械手目前仍有许多需要改进的地方。比如四个手指只能同放同收，并不能单独活动。</span></p><p><span><br  /></span></p><p><span>因此，Davis在接下来的几周内，计划在机械手指关节处加装电子装置，控制离合器轴承的接合和脱离，这样他就可以单独锁定和解锁单根手指。</span></p><p><span><br  /></span></p><p><span>而所有的工作，都是在Davis失去左手四指之后，靠着仅有的完整右手一步一步从零打磨完成的。</span></p><p><span><br  /></span></p><p><span>网友感叹，无法想象这个机械臂制作的背后要花费多少时间和精力。</span></p><p><br  /></p><section mpa-from-tpl="t"><section mpa-from-tpl="t"><section mpa-from-tpl="t"><section><section powered-by="gulangu"><section><section><p><span><strong><span>一只如果设计能被延续</span></strong></span></p></section><section><section><br  /></section></section></section></section></section></section></section></section><p><span>在这般精密专业的机械臂背后，Ian Davis本人的生活并没有想象中耀眼。</span></p><p><span><br  /></span></p><p><span>命运总是开过分的玩笑。</span></p><p><span><br  /></span></p><p><span>两年前，Ian Davis得知自己患有多发性骨髓瘤，一种由浆细胞引起的癌症，这种病症会导致骨痛、骨质破坏与贫血，严重可致肾功能衰竭与瘫痪。</span></p><p><span><br  /></span></p><p><span>而就在不久后，一次工作事故致使他左手骨折。</span></p><p><span><br  /></span></p><p><span>医生给出的答复是，只能截指，否则难保生命。</span></p><p><span><br  /></span></p><p><span>但这对于一个机械工程师而言，无异于致命打击。</span></p><p><span><br  /></span></p><p><p><img src="image/20201014/d24c865fb7fb412d02f3d131ba5788fc_8.png" /></p></p><p><br  /></p><p><span>与此同时，保险公司也不留情面，他们告诉Ian Davis，除非连手掌都在事故中被截肢，否则不予支付安装假肢的费用。</span></p><p><span><br  /></span></p><p><span>挣扎了一段时间后，Ian Davis决心给自己做假肢，用他仅有的一只右手。</span></p><p><span><br  /></span></p><p><span>在制造出这次更精密的机械手臂之前，他也曾尝试过不同材料结构的机械臂，下图中左侧的机械臂就是他之前用旧的机械臂，这些机械臂的架构无一例外都很逼真。</span></p><p><span><br  /></span></p><h6><p><img src="image/20201014/108460f2fdf24ad10089e246d39bf6fc_9.png" /></p></h6><h6><span>新旧机械臂对比</span></h6><p><br  /></p><p><span>这次的机械臂是他在前几任机械臂的基础上进行改进的结果，不仅手指张开的效果有了非常大的提升，而且抓握的灵敏度更好。</span></p><p><span><br  /></span></p><p><span>自事故以来，Ian Davis坦言自己的世界正在变得越来越小：「大部分时间里，我都是在办公室修改和制造新的机械臂原型。」</span></p><p><span><br  /></span></p><p><span>曾有网友表示，这样的设计没能流行起来真是一种遗憾。</span></p><section mpa-from-tpl="t"><section mpa-from-tpl="t"><section mpa-from-tpl="t"><section><section powered-by="gulangu"><section><section><section><br  /></section></section><section><p><span><strong><span>机械假肢相关研究</span></strong></span></p></section><section><section><br  /></section></section></section></section></section></section></section></section><p><span>其实，用机械来弥补四肢残缺带来的不便，一直以来都是相关领域研究人员的愿景。</span></p><p><span><br  /></span></p><p><span>此前，一项来自英国帝国理工学院的研究表明，通过新型传感器和机器学习技术，机械假肢能够探测到使用者的脊髓运动神经元发出的电信号，用「意念」控制假肢。</span></p><p><span><br  /></span></p><p><span>这样一来，患者就可以通过假肢实现更精细、更复杂的操作。</span></p><p><span><br  /></span></p><p><span>不过，使用这套系统需要先进行外科手术，将与手和手臂运动有关的部分周围神经系统，重新导向健康的肌肉。</span></p><p><span><br  /></span></p><p><span>这项研究发表在了《自然·生物医学工程》上。</span></p><p><p><img src="image/20201014/28d9933f9347033c9dea11dfe903894a_10.jpg" /></p></p><p><span>中科院深圳先进技术研究院，同样开展了此类研究。</span></p><p><span><br  /></span></p><p><span>研究员李光林及其团队研发的多功能仿生假肢，能通过肌电信号（EMG）解码识别出人的运动意图，使「意念」控制假肢运动成为可能。</span></p><p><span><br  /></span></p><p><span>并且，相比于同类型假肢20-25万元人民币的售价，这款采用3D打印技术的假肢预计售价在3-5万元人民币。</span></p><p><span><br  /></span></p><p><span>如果这样的前沿研究能够顺利完成临床试验，并推向市场，对于残障人士而言，无疑将给生活带来新的可能。</span></p><p><br  /></p><p><br  /></p><p><span>来源：</span><span>机器人大讲堂</span></p><section data-role="outer" label="Powered by gulangu"><section data-role="paragraph" data-color="#757576"><section><section><section data-brushtype="text"><strong>相关阅读</strong></section></section></section><section><section><section><br  /></section></section></section><section data-width="100%"><section><section><section><section data-width="100%"><section><section><p><img src="image/20201014/2aac877ff9233ba5a66e7a5ff3a4febf_11.gif" /></p></section><section data-brushtype="text">戳一下，更有料！</section></section><section><br  /></section><section><a target="_blank" 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