南開大學(xué)本科生研制出3D打印感溫假手

過去的數(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)，各類假肢的功能及可支付性都有了很大提高。3D打印無疑造成了相當(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題。不同于真實(shí)的人類肢體，假肢不具備感受物體溫度的能力。這在過去的幾年里造成了許多意外事故，比如一些人會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）在接觸到過熱的物體時會出現(xiàn)融化的狀況。為了盡量避免這類情況發(fā)生，中國天津南開大學(xué)的研究者們在3D打印技術(shù)的幫助下研制出了一款可感知溫度假手。

來自南開大學(xué)計(jì)算機(jī)與控制工程學(xué)院的2012級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“無法感知物體溫度”的弊端，有望使殘疾人恢復(fù)“知覺”。

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

使用者可以通過肌肉發(fā)出“電信號”控制假手抓取物體。當(dāng)溫度傳感器檢測到抓握物體的溫度過高時，微型控制板將操控微型舵機(jī)，使假手自動“松開”物體。與此同時，微型控制板還將發(fā)出一個警示性的電刺激信號，作用于殘疾人的肌肉神經(jīng)，提示抓握物體溫度過高。“這樣，殘疾人就能夠感受到物體溫度的高低了。” 呂思藝說，“抓取物體的溫度越高，微型控制板發(fā)出的‘電刺激信號’就越強(qiáng)，這真實(shí)還原了人在觸碰高溫物體時的正常生理反應(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)試與測試。南開大學(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：“對于殘疾人來講，他們很大的一個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，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“重獲新生”，“感知世界”將不再遙遠(yuǎn)。
via 3dprint&天津網(wǎng)