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美科学家为人类设计工作“附肢”

科普小知识2022-07-13 15:54:02
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《每日科学新闻》提到了“假肢”。人们会为失去胳膊或腿的人想到假肢。当谈到外骨骼时,人们会觉得自己就像一件包裹并连接全身的大衣。然而,美国麻省理工学院的德贝洛夫信息系统和技术实验室正在探索一种新的方法来研究各种辅助组合仪器。他们目前正在开发的是安装在人体上的“附件”。

根据物理学家组织网络6月3日的一份报告,这种“附属物”的正式名称是“多余的机器人肢体”。戴上它后,可以增加四肢相应部位的功能。研究人员于2日在中国香港举行的电气与电子工程师学会(IEEE)机器人与自动化国际会议上介绍了他们的SRL原型。

他们播放的视频显示,一名男子戴着一个“附件”,双手拎着一个大箱子,而他肩膀上的“附件”正在开门。这也显示了未来工人的样子。如果他们成为“太多的厨师”,他们的工作可能会很快。

“想象一下,有一天人们突然有了第三只手或腿。额外的手臂或腿也能帮助我们拿东西、支撑身体、分享重物和做流动工作。如果肢体运动能与人体运动紧密协调,人们可能会把它看作是身体的延伸。”实验室工作人员说,他们的目标是建立一个辅助肢体来扩展人类的功能。

身体上的“手臂连接”或“腿部连接”装置也可以在需要时打开门,并在施工过程中保持物体稳定。当人们在街上和购物中心行走时,戴上附属物可能很奇怪,但它也使人看起来更有力量。

例如,该实验室的博尔丁·劳伦斯和哈里·阿萨德指出,“在定制行业,并非所有任务都可以自动化,人机结合是更好的选择。”为了优化生产,他们设计的机器人手臂是一种辅助工具,而不是替代品。不是让人们把它当作机器,而是作为身体的延伸。他们举了一个飞机装配厂的例子,在那里,SRLs可以与工人合作执行特殊的飞机装配任务。"我们专注于过程设计、人力和员工代表之间的“沟通”合作、控制实施等."

领导这项研究的伊万·阿克曼解释了人们如何用肢体“交流”。“SRLs会‘看到’你的手臂在做什么来决定如何移动。用户手腕上戴着两个惯性传感器,另一个在附件的肩座底部。通过监控三个惯性测量组合,用户可以跟踪手臂和附件的方向和运动。”例如,如果一个人把他的手臂举过头顶,看到一个向上举起重物的信号,SRLs也会把他的手臂举过头顶。

阿克曼说:“研究人员用SRL原型和程序控制的附件测试了不同的‘行为模式’,来做人们需要它做的事情。”使用陀螺仪和加速度计数据,我们可以通过模型操作预测需要帮助的位置。一种模式是让SRLs从肩膀上弹出,在头顶上方执行任务。其他的SRL安装在腰部作为备用的手臂或腿。

(常立军)