霍普金斯大学研发新型仿生手:自适应握力,抓握如真手般灵活

   发布时间:2025-03-08 14:56 作者:沈如风

近日,一款新型仿生手由美国约翰斯·霍普金斯大学的工程师团队研发成功,其抓握能力与真实人手不相上下,能够轻松应对从毛绒玩具到水瓶等多种日常物品。这款仿生手最引人注目的特点在于,它能根据物体的形状和材质智能调整抓握力度,确保既稳固抓取又不会对物品造成损害。

相较于传统机械手,这款仿生手的设计实现了刚性与柔性的完美结合。传统机械手往往因为过于坚硬而难以适应不同材质的物体,或者因为过于柔软而缺乏必要的稳定性。而这款仿生手则克服了这些缺陷,为手部截肢者带来了更加自然和灵活的抓握体验。

据研发团队负责人、生物医学工程师斯里拉玛纳·桑卡尔介绍,他们的目标一直是打造一款能够真正模拟人手运动和触感的仿生手,让截肢者在使用时能够感受到如同自己手一般的自然与舒适。桑卡尔强调,这款仿生手的设计充分考虑了安全性与自如性,让截肢者在与亲人接触时无需担心力度过大。

这款仿生手的工作原理是通过前臂肌肉信号进行控制,能够实现精准的抓握力度调整。其内部结构结合了3D打印的骨架和橡胶状聚合物材料,手指部分则配备了三层触觉传感器,模拟了人类皮肤的分层结构。这种设计不仅让仿生手能够感知触碰,还能识别物体的形状和材质。

每个充气软关节都可通过前臂肌肉进行操控,同时结合机器学习技术,为使用者提供了更加逼真的触觉反馈。实验结果显示,这款仿生手能够精准识别并拿住包括柔软或易碎的毛绒玩具、洗碗海绵,以及坚硬的金属水瓶和菠萝等在内的15种物品,整体操作准确率高达99.69%。在测试中,它甚至仅用三根手指就能稳稳地拿起装满水的塑料杯,而不会对其造成任何挤压变形。

这款仿生手的研发成果已在《Science Advances》期刊上发表,标志着手部截肢者在日常生活和工作中将获得更多便利和可能性。随着技术的不断进步,我们有理由相信,未来将有更多类似的高科技产品涌现,为人们的生活带来更多改变。

 
 
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