新可穿戴设备助假手实现“抓握”自由

使用当前的肌电假手，即使能够单独控制所有5个手指，用户一次只能做一个抓握动作。美国研究人员在《科学报告》上发表论文称，他们首创了一种可穿戴的多通道触觉反馈软机械臂带，通过向机械手用户传达人工触觉，使其能灵巧使用假手，同时抓握并移动两个物体而不会折断或掉落，即使他们对两个物体的视线都受到阻碍。

美国佛罗里达大西洋大学研究人员研究了人们能否精确控制施加在两个不同物体上的握力，用灵巧的人工手同时抓握。在研究中，他们还通过系统地阻止视觉和触觉反馈来探索视觉反馈在这个复杂的多任务模型中所起的作用。他们发现，即使在视觉可用的情况下，受试者也定性地认为触觉反馈比视觉反馈重要得多，因为在抓取的物体被破坏或掉落之前，通常几乎没有视觉上可感知的警告。

与先前研究相比，同步控制方法缩短了移动和交付两个物体所需的时间，肢体缺失受试者与其他受试者在任务关键绩效指标方面没有显著差异。

新臂带以无创方式集成了多个触觉反馈通道，配有软致动器，包括振动触觉刺激器，以指示抓握的物体是否已损坏。臂带设计用于在对应于拇指、食指和小指的三个位置进行触觉反馈，以传达施加于手握两个物体的力的幅度。臂带还配备了三个位于同一位置的振动触觉致动器，如果抓握中的物体被破坏，它们会振动以提醒受试者。

在研究展示的多功能控制示例中，受试者在用拇指和小指拧开水瓶盖的同时，用食指和中指夹住一张卡片。另一个演示是用三个手指抓住一个球，而小指同时用于切换电灯开关。

研究人员表示，实现精细的灵巧控制，不仅需要解释抓握控制意图，还需要补充触觉反馈。这项研究旨在解决触觉丧失问题，这是目前上肢缺失的人进行多任务处理或充分利用假手的主要障碍。研究有助于未来高度复杂的双手操作机器人框架，目标是使上肢缺失的人能够实现目前无法完成的工作和娱乐目标。