南開(kāi)大學(xué)本科生研制出3D打印感溫假手

過(guò)去的數(shù)年里，世界上的假肢技術(shù)飛速發(fā)展。結(jié)合了先進(jìn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，微型伺服電機(jī)，和最近興起的3D打印技術(shù)，各類(lèi)假肢的功能及可支付性都有了很大提高。3D打印無(wú)疑造成了相當(dāng)數(shù)量定制化假肢的出現(xiàn)，而像e-NABLE這樣的團(tuán)體也在降低3D打印定制化假肢上努力著。

然而目前的假肢仍然存在一些小問(wèn)題。不同于真實(shí)的人類(lèi)肢體，假肢不具備感受物體溫度的能力。這在過(guò)去的幾年里造成了許多意外事故，比如一些人會(huì)將滾燙的液體撒到自己身上僅僅因?yàn)樗麄兏惺懿坏揭后w的溫度。此外，許多3D打印的假手（尤其是PLA材料的假手）在接觸到過(guò)熱的物體時(shí)會(huì)出現(xiàn)融化的狀況。為了盡量避免這類(lèi)情況發(fā)生，中國(guó)天津南開(kāi)大學(xué)的研究者們?cè)?D打印技術(shù)的幫助下研制出了一款可感知溫度假手。

來(lái)自南開(kāi)大學(xué)計(jì)算機(jī)與控制工程學(xué)院的2012級(jí)本科生呂思藝與幾名小伙伴共同設(shè)計(jì)的這款“感溫假手”可以規(guī)避傳統(tǒng)肌電假手“無(wú)法感知物體溫度”的弊端，有望使殘疾人恢復(fù)“知覺(jué)”。

這款“感溫假手”模型是由時(shí)下最流行的3D打印制作而成，模型內(nèi)部裝有微型控制板、微型舵機(jī)，控制并牽引五個(gè)手指的運(yùn)動(dòng)。其中，食指配備了一個(gè)溫度傳感器，負(fù)責(zé)采集假手抓握物體的溫度。

使用者可以通過(guò)肌肉發(fā)出“電信號(hào)”控制假手抓取物體。當(dāng)溫度傳感器檢測(cè)到抓握物體的溫度過(guò)高時(shí)，微型控制板將操控微型舵機(jī)，使假手自動(dòng)“松開(kāi)”物體。與此同時(shí)，微型控制板還將發(fā)出一個(gè)警示性的電刺激信號(hào)，作用于殘疾人的肌肉神經(jīng)，提示抓握物體溫度過(guò)高。“這樣，殘疾人就能夠感受到物體溫度的高低了。” 呂思藝說(shuō)，“抓取物體的溫度越高，微型控制板發(fā)出的‘電刺激信號(hào)’就越強(qiáng)，這真實(shí)還原了人在觸碰高溫物體時(shí)的正常生理反應(yīng)。”

據(jù)了解，“感溫假手”的基礎(chǔ)功能已經(jīng)設(shè)計(jì)完畢，目前正在進(jìn)行調(diào)試與測(cè)試。南開(kāi)大學(xué)計(jì)算機(jī)與控制工程學(xué)院副教授、團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)教師段峰說(shuō)：“對(duì)于殘疾人來(lái)講，他們很大的一個(gè)心愿就是能夠像健全人一樣生活。‘感溫假手’在某種程度上將為手部殘疾人群提供生活便利，避免隱形傷害。該設(shè)計(jì)理念清晰，研究意義突出，相信未來(lái)將為佩戴假手的殘疾人提供良好的感知體驗(yàn)。” 呂思藝也相信在不久的將來(lái)，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的這款“感溫假手”可以幫助殘疾人的知覺(jué)“重獲新生”，“感知世界”將不再遙遠(yuǎn)。
via 3dprint&天津網(wǎng)