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機(jī)械骨骼如何與人“兼容”?

   2021-12-14 晴雨天教育6980
導(dǎo)讀

骨骼與肌肉驅(qū)動一體化,是未來的技術(shù)前景。目前國內(nèi)用的大部分驅(qū)動還是電機(jī)或者液體壓力,結(jié)構(gòu)材料有金屬,也有非金屬,鈦合金比較輕,鋼鐵也比較好,當(dāng)然使用碳纖維也可以。那生物假肢會有人造肌肉嗎?肌肉是另一種

骨骼與肌肉驅(qū)動一體化,是未來的技術(shù)前景。目前國內(nèi)用的大部分驅(qū)動還是電機(jī)或者液體壓力,結(jié)構(gòu)材料有金屬,也有非金屬,鈦合金比較輕,鋼鐵也比較好,當(dāng)然使用碳纖維也可以。



那生物假肢會有人造肌肉嗎?肌肉是另一種驅(qū)動方式。我們?nèi)祟愖龀鰟幼魇且揽慷鄠€肌肉群一起協(xié)調(diào),驅(qū)動一些肌肉群實現(xiàn)一個固定動作。生物假肢現(xiàn)在還是單個驅(qū)動,比如肘關(guān)節(jié),只有一個電機(jī)。比如AMPCO–18機(jī)械合金,它在某種情況下可以伸縮自如,具有驅(qū)動力。這種類似于肌肉的驅(qū)動材料正在研究中,但目前還沒有用在任何假肢或是外骨骼的機(jī)器人上。



機(jī)械骨骼未來的一個發(fā)展趨勢就是動力價值。上肢都是有動力的,有電機(jī)驅(qū)動力的關(guān)節(jié)動力,但是下肢目前大部分還是無動力的。用殘肢帶著有一定重量的假肢走路,想想都覺得累。如果真能裝上電機(jī),假肢自帶發(fā)電行走功能會更好。從機(jī)器人角度來講,如果一個人雙腿大腿截肢,殘端都比較短,要怎么辦?這很難做,所以這類人不依靠電機(jī)基本上方是無法行走的,或者說根本用不上假肢。



從機(jī)器人角度來講,如果一個人雙腿大腿截肢,殘端都比較短,要怎么辦?這很難做,所以這類人不依靠電機(jī)基本上方是無法行走的,或者說根本用不上假肢。比如生活里很多殘障人士覺得能動能走就很好了,跟自己原來的肢體功能性差不多就可以。但在運動會里不一樣,因為選手要贏。所以殘奧會上的運動員使用的機(jī)械骨骼設(shè)備會增強(qiáng)他們的身體機(jī)能嗎?雖然期望是這樣,但實際上可能并非如此。



因為一些先進(jìn)技術(shù)可能大多用于國防、醫(yī)療領(lǐng)域。體育領(lǐng)域?qū)嶋H上是一個很大的展示平臺,使得很多科技在符合現(xiàn)有規(guī)程的情況下得以發(fā)展,有可能是未來的一個方向。所以需要有拿電路模擬神經(jīng)系統(tǒng)這樣的發(fā)展,現(xiàn)在的假肢可能還沒有這么細(xì)微的感覺、觸覺系統(tǒng),但假如有很細(xì)微的傳感設(shè)備,電路就像神經(jīng)一樣覆蓋在假肢上,它是不是就能像人類的手臂一樣靈活?這也是現(xiàn)如今的研究在做的。



一個人感知外物,得到比如力、運動、色彩、參數(shù)、溫度等物理參數(shù),然后反饋,基于此做出決策,決策之后再給出回應(yīng),這是一個閉環(huán)。目前在控制系統(tǒng)方面,是可以實現(xiàn)這種閉環(huán)的。但問題是,要做得小巧、輕便,像人體一樣靈活,難度還是挺大的。


 
(文/小編)
 
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