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美19岁少年发明意念操控假肢仅600美元

来源:恩德莱康复器具(北京)有限公司 发表日期: 2016/4/6 10:11:34

    3D打印的假肢已经不足为鲜,此前也报道过很多类似的新闻,但是从纯机械式的到肌电控制仿生假肢还是第一次。

         

    一位来自美国科罗拉多州州的19岁少年EastonLaChappelle却开发出了一种更为先进的装置——脑电波意念控制的3D打印假手Anthromod。

    EastonLaChappelle不仅被媒体誉为下一个乔布斯或比尔·盖茨,还斩获了国际科学工程大赛的二等奖,被NASA邀出工作,还见了奥巴马。

         

    EastonLaChappelle14岁的时候,因为觉得机械手臂很酷,所以开始制作机械手臂。于是,在没有任何电子,编程,机械知识方面基础下,他开始了这项不可能完成的任务。在之后的几年,经过他不懈的努力,在他杂乱的卧室里,他儿时的幻想终于变为了现实。一只以遥控手套控制的机械手臂诞生了。当然,他也可以通过自己的意念来控制它。

第一代机械手臂是他用乐高积木搭出手,用钓鱼线和手术软管做手指,用五个独立的伺服机控制手臂动作,这个机械手臂让Easton获得2011年科罗拉多州科学展第三名。但是当时,机械臂还无法拿起一些重物。

    而这仅仅是一个开始。之后他自己重新设计了新的模型,并得到了当地一家知名工厂的技术支持。他们为他专门制作机械臂的塑料骨架。第二代机械手臂由3D打印的零件、牙科橡皮圈模仿的肌腱、彩色尼龙包胶线圈做成的韧带、任天堂遥感手套、还有操纵手臂动作的脑波控制耳机所构成。肌肉的动力来源则是可变电阻和直流马达组成的自制伺服机。机械臂显然要比之前的完美了许多,特别是在手掌部分有了很大的提升。新的机械手有和人类相类似的指关节,每一节手指都能够弯曲。安装在手腕内部的小电机能够通过类似鱼线的钢丝牵引手指进行活动。

         

    为了控制他的机械手臂,Easton将一只80年代的任天堂游戏手套改装成一只可以控制机械臂的控制器。而在这之后,他又成功黑入mindflex的游戏控制器,使得自己可以通过脑电波开关机械臂。

    后来Easton在科罗拉多科技博览会上,遇到了生来没有手臂的7岁女孩珍妮。并从其父母口中得知:这套植入珍妮脊髓的义肢花费了8万美金。他难过的发现,随着女孩的成长,义手也需要不断的替换,这对女孩的家庭是一项沉重的负担。

         

    小女孩的事情对Easton启发很大。17岁的Easton说,我发明的义手只要换个思维就能造福很多很多人。他的使命就是要做出功能性强,又能负担得起的机械手臂。

    Easton说这种技术本身并不复杂,真正让人挠头的是与之相关的昂贵费用。而这也正是Easton完全依赖3D打印技术开发Anthromod的原因。

    “它能够读取大脑的大约10个信道,所以它的运行方式有点像肌肉传感器,它会读取从大脑从放出的一些小信号,然后将其转化成软件可以读取的东西,我们实际上会跟踪分析不同脑电波代表的意义,并尝试将其转化成某一特定动作。”Easton说。“所以,根据这一模式我能够通过脑电波来实现握手或张开手的动作。”

    要控制这些脑波假手还需要戴上一种无线式的头戴装置,不过操作起来其实非常容易。一位截肢者使用无线脑波头戴装置来控制假手,在10分钟之内他就学会了如何顺畅通过意念来使用机器人手。Easton还在操作机械手的算法中加入了让用户选择更大或者更小重量的选项,使得用户使用起来更加直观。

         

    5年的时间里,Easton做了无数次的试验,经历了各种失败和错误。之后受一款简易游戏的启发,终于他发明的机械臂完全成型。

    Easton称整个Anthromod的制造成本大约在600美元左右,而且所有的设计都是开源的,以便于人们在此基础上进行修改以使其适用于不同的情况,比如截止或遗传缺陷等。这位少年发明家,并没有将这一革命性的发明据为己有,他已在网上公开了程序代码,这意味着任何人都能通过网络下载,而将机械臂通过3D打印机打印出来。

    Easton说:“尽可能简化、并开源这个设计的原因是,我们希望人们只需要有一台3D打印机、略具3D打印经验,就能够将其复制出来,甚至可以通过修改将其用于新的应用。这样的情景是非常让人激动的。”他补充道。

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[作者:管理 关键词:假肢、矫形器、义肢、康复器具、可持续发展目标 录入:管理 责编:管理 阅读次数:3059]
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