今天的大多数机械手都能完成简单的任务。它们是非常实用的抓手,简单而实用。但是,对像《星球大战》中卢克·天行者的仿生手那样灵巧的机器人杰作的要求真的太高了吗?简而言之,是的,是的。它可能是很久以前的一个远处的银河,但大多数星球大战技术都超越了我们。

尽管如此,它很难进入星球大战的心态,看着这个美丽的机器人手工由耶鲁邮政编码约瑟夫(哲)徐和华盛顿大学伊曼纽尔托多罗夫

手密切模仿人类手的自然设计和结构。人造骨骼是从真正的骨架手的激光扫描印刷的3D;韧带从超强轻质的弦中塑造;和激光切割橡胶板充当软组织,用于稳定,柔韧性和扭矩。所有这些都由伺服和电缆数组控制。

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图片来源:运动控制实验室/华盛顿大学

徐说在美国,迄今为止,人类启发的机械手已经“机械化了生物部件”,而不是试图密切复制它们。简单的近似有优点,但它也与关键的生物力学特征脱离,所以,手缺乏人类的灵巧。

戴着传感器载毯手套的人远程操纵,徐和Todorov的手能够有相同的握把和手持位置。它可以持有各种物体和有用的日常工具 - 板,碗,硬币,美元钞票,牙线。

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图片来源:运动控制实验室/华盛顿大学

手可以达到所有这些没有力量反馈:漫画器无法感受到他们抓住物体的紧密或轻柔。徐和Todorov相信这是由于手动运动与人类手中的自然运动相匹配。

也就是说,研究人员没有在劳雷斯上休息,而徐最近发布了另一个用于手的指尖力传感器的视频。

虽然这个特殊的手当前是由人类进行外传递的,但它并没有太多的延伸来想象一个类似设计的软件驱动的手在机器人系统中。

许多当前的工业机器人不需要这种程度的操纵精度,但下一代机器人将会。在工厂中自动化的一些最艰难的任务需要人级灵巧(例如,处理电路板到紧密包装盒)。

没有规则的机器人手需要就像我们一样实现同样的灵巧。但这是一个很好的开始。和我们的家园,办公室和城市铭记着。对于机器人来自信地导航我们的世界 - 从对个人机器人的紧急响应 - 设计它们更有意义,而不是反之亦然。

但是,对于机器人身体部位的最令人敬畏的潜在用途是单独的机器人 - 它是关于机器人和人类在一起。近年来,机器人假肢装置一直在进行进步,从为截肢者设计的神经控制的假手,到为瘫痪患者设计的大脑控制的机械臂

这就是卢克·天行者的故事。Xu和Todorov正在研究刚才提到的神经义肢,但他们也对假肢再生感兴趣。月球探测器?地狱,是的。仍然,这些碎片落入了地方。

最近的机器人假肢不仅是思维控制 - 无论是直接来自大脑还是间接通过重新排除的神经 - 但有些人开始提供急性的触摸感徐说直观的设计对于他们的成功至关重要:

“对假肢手的控制基本上依赖于[本]脑。因此,如果假肢的设计可能与其生物对应更相似,相同的神经调节技术可能更有效。“

这也是为了更好地将假肢植入人体。徐说,我们正在用生物相容性材料打印骨骼结构,制造生物可降解的韧带,在培养皿中生长肌肉,以及学习再生周围神经。

“所有这些有前途的技术都需要适合移植细胞生长的支架,”徐说。“我们将与来自生物学和组织工程的研究人员合作,进一步探索其作为神经治疗和肢体再生的新出现的生物制造的装置/脚手架的潜力。”

这是一个科幻般的梦想。但我们喜欢那些。特别是当他们变得更加科学时,小说略低。

横幅图像信用:运动控制实验室/华盛顿大学