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怎样的假肢才算得上智能假肢?

2022-06-24 11:58:45

  随着人类科技的进步,仿生学大放异彩,在各个领域深度融合,并产生了智能动力假肢这样的杰出代表。



  力学仿生中模仿海豚皮肤的沟槽结构,把人工海豚皮包敷在船舰外壳上,可减少航行湍流,提高航速;


  分子仿生中模拟森林害虫舞毒蛾性引诱激素合成的有机化合物,在田间捕虫笼中用千万分之一微克,便可诱杀雄虫;


  信息与控制仿生中根据象鼻虫视动反应制成的“自相关测速仪”可测定飞机着陆速度...


  仿生学是构建生物与技术之间的桥梁,以前的飞机、潜艇大多是对动物仿生的运用,是人类对外部世界的探索,以寻求扩展,而现在的仿生技术已经开始转向了人体,是人类对内部机构的又一次重新认识,目的是为了弥补和增强自身,实现生命价值的延续。


  以行走为例,我们可以把双腿看成是一种具有特殊能力的机器,他们的各项功能都遵循着力学的定律,他们的各种结构协调地进行工作,他们能对一定的信号和刺激作出定量的反应,而且能像自动控制一样,借助于专门的反馈联系组织以自我控制的方式进行自我调节。但他们又比机器高明得多,能感知我们的想法,又能适应外界的环境。


  正如假肢博士孙小军说的,“假肢技术发展的难点在于,首先要设计出和人的手或者腿一样大小的硬件是一个挑战,另外,它要根据人的意图实现控制,能与环境互动是另外一个挑战。更要命的是,这两个挑战要实现的目标,却又是互相影响和制约的。”


  行走很难,数百年的科技至今仍在探索;


  行走又很容易,一岁左右的宝宝都可以学会。


  当技术的瓶颈横亘于每一位研发工程师面前,我们不妨先放下对科技的探索和钻研,把目光转移到人类幼崽们的身上,看看他们人生中跌跌撞撞的第一步行走是如何完成的。


  当宝宝准备尝试迈步,他会先感知前面有没有障碍,是否平坦,然后,他会蓄积力量,两腿发力,两手挥舞,跌跌撞撞向前迈步,无论结果是走了几步还是摔倒,宝宝都在不断学习、思考,积累经验,最终的结果一定是越走越好。


  假肢想做到如同人类肢体一样灵活有力,迈出人生第一步的宝宝们正是我们最好的仿生对象。他们贯穿于整个行走过程的感知,不断蓄力、发力的能量传递,以及持续的学习进化和调整步态,正是构成高性能假肢的四大核心集成:传感系统、驱动系统、动力系统和数据系统。


  想知道高性能假肢是如何借鉴宝宝们的行走,仿生出接近原生肢体功能的吗?