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首個能傳達人工觸覺的多通道臂帶問世

2022-02-14 10:31:03 來源：科技日報

首個能傳達人工觸覺的多通道臂帶問世

新可穿戴設備助假手實現“抓握”自由

科技日報訊（記者張夢然）使用當前的肌電假手，即使能夠單獨控制所有5個手指，用戶一次只能做一個抓握動作。美國研究人員在《科學報告》上發表論文稱，他們首創了一種可穿戴的多通道觸覺反饋軟機械臂帶，通過向機械手用戶傳達人工觸覺，使其能靈巧使用假手，同時抓握并移動兩個物體而不會折斷或掉落，即使他們對兩個物體的視線都受到阻礙。

美國佛羅里達大西洋大學研究人員研究了人們能否精確控制施加在兩個不同物體上的握力，用靈巧的人工手同時抓握。在研究中，他們還通過系統地阻止視覺和觸覺反饋來探索視覺反饋在這個復雜的多任務模型中所起的作用。他們發現，即使在視覺可用的情況下，受試者也定性地認為觸覺反饋比視覺反饋重要得多，因為在抓取的物體被破壞或掉落之前，通常幾乎沒有視覺上可感知的警告。

與先前研究相比，同步控制方法縮短了移動和交付兩個物體所需的時間，肢體缺失受試者與其他受試者在任務關鍵績效指標方面沒有顯著差異。

新臂帶以無創方式集成了多個觸覺反饋通道，配有軟致動器，包括振動觸覺刺激器，以指示抓握的物體是否已損壞。臂帶設計用于在對應于拇指、食指和小指的三個位置進行觸覺反饋，以傳達施加于手握兩個物體的力的幅度。臂帶還配備了三個位于同一位置的振動觸覺致動器，如果抓握中的物體被破壞，它們會振動以提醒受試者。

在研究展示的多功能控制示例中，受試者在用拇指和小指擰開水瓶蓋的同時，用食指和中指夾住一張卡片。另一個演示是用三個手指抓住一個球，而小指同時用于切換電燈開關。

研究人員表示，實現精細的靈巧控制，不僅需要解釋抓握控制意圖，還需要補充觸覺反饋。這項研究旨在解決觸覺喪失問題，這是目前上肢缺失的人進行多任務處理或充分利用假手的主要障礙。研究有助于未來高度復雜的雙手操作機器人框架，目標是使上肢缺失的人能夠實現目前無法完成的工作和娛樂目標。

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