提到“義肢”,人們會(huì )想到給失去手臂或腿腳的人裝的假肢;提到“外骨骼”,人們會(huì )覺(jué)得像個(gè)大外套,包圍連接著(zhù)整個(gè)身體。而美國麻省理工學(xué)院(MIT)德阿貝羅夫信息系統與技術(shù)實(shí)驗室正在另辟蹊徑,研究各種輔助聯(lián)合型器械,目前他們正在開(kāi)發(fā)的是裝在人體上的“附肢”。
據物理學(xué)家組織網(wǎng)6月3日報道,這種“附肢”的正式名字是“編外機器肢體”(SRLs),戴上以后,能增加相應部位肢體的功能。研究人員在2日于中國香港召開(kāi)的電氣和電子工程師協(xié)會(huì )(IEEE)機器人與自動(dòng)化國際大會(huì )上介紹了他們SRL樣機。
他們播放的視頻上顯示了一個(gè)戴著(zhù)“附肢”的人,雙手搬著(zhù)個(gè)大箱子,而肩膀上的“附手”正在開(kāi)門(mén)。這也顯示了未來(lái)工人的樣子,如果變成了“七手八腳”,干起活來(lái)可能十分麻利。
“想象一下,有一天人們身上突然有了第三只手或第三條腿,多出來(lái)的手臂或腿還能幫我們拿東西、支撐身體、分擔重物、流水作業(yè)。如果附肢運動(dòng)能和人類(lèi)運動(dòng)密切配合的話(huà),人們可能會(huì )把它作為身體的延伸。”該實(shí)驗室人員表示,他們的目標是建造一種輔助肢體,實(shí)現人體功能擴展。
這套裝在身體上的“附臂”或“附腿”還能在需要時(shí)開(kāi)門(mén),在做建筑時(shí)扶穩物體等。當人們走在街上、逛商場(chǎng)時(shí),戴著(zhù)附肢可能會(huì )有點(diǎn)奇怪,但這也讓人看起來(lái)更強大。
實(shí)驗室的博爾丁·羅倫斯和哈利·阿薩德指出,比如“在按需定制行業(yè),并非所有任務(wù)都能自動(dòng)化,人—機結合是更好的選擇”。為了實(shí)現生產(chǎn)最優(yōu)化,他們設計的機器臂是一種補充工具,而不是替代。不是讓人們把它作為機器,而是作為身體的延伸。他們列舉了飛機裝配廠(chǎng)的例子,在這里SRLs能與工人配合,執行特殊的飛機組裝任務(wù)。“我們側重于工序設計、人工和SRLs之間的‘溝通’配合、控制實(shí)施等方面”。
領(lǐng)導該研究的埃萬(wàn)·阿克曼解釋了人與附肢間是怎么“溝通”的。“SRLs會(huì )‘看’你的手臂正在做什么,以此決定該怎么運動(dòng)。用戶(hù)在手腕上戴兩個(gè)慣性檢測裝置(IMUs),附肢肩座的底部上再裝一個(gè),通過(guò)監測這三個(gè)IMUs,跟蹤手臂和附肢的方向、運動(dòng)。” 比如人把手臂舉過(guò)頭頂,看到向上舉重物的信號,SRLs也會(huì )舉過(guò)頭頂。
阿克曼說(shuō):“研究人員用SRL樣機測試了不同的‘行為模式’,編程來(lái)讓附肢做人們需要它做的事。”利用陀螺儀和加速計數據,通過(guò)模型運算來(lái)預測需要幫助的位置。一個(gè)模型是讓SRLs從肩膀上彈出來(lái),執行頭頂上方的任務(wù)。其他還有裝在腰部的作為備用手臂或備用腿的SRLs。
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