仿生手臂「机器学习」 断肢音乐家重弹钢琴

2018年01月31日 责编:小编 来源:UFO发现网
导读 仿生手臂结合科技有突破性的发展!美国研究人员运用超音波技术,捕捉断肢者想要移动手指时的肌肉运动,再结合机器学习,推断下一步可能的动作,包括如何移动手指以及使用多大的力量。美国一名遭到截肢的音乐家因此可以自由运用义肢弹钢琴;另外针对行动不便者,瑞士研究团队也研发出一款穿戴式的「外骨骼」,号称只需要运用脑波,就可以让使用者再次获得行动能力。...
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仿生手臂结合科技有突破性的发展!美国研究人员运用超音波技术,捕捉断肢者想要移动手指时的肌肉运动,再结合机器学习,推断下一步可能的动作,包括如何移动手指以及使用多大的力量。美国一名遭到截肢的音乐家因此可以自由运用义肢弹钢琴;另外针对行动不便者,瑞士研究团队也研发出一款穿戴式的「外骨骼」,号称只需要运用脑波,就可以让使用者再次获得行动能力。

手握拳舒张,未来行动不便者,或许能借由「外骨骼」再次获得行动能力!瑞士洛桑联邦理工学院,研发出这款能以脑波控制外骨骼的装置,使用者只需要透过意念就能够操控。

洛桑联邦理工学院研究人员米兰指出,这款外骨骼装置,不仅能促使与自然手部相同的动作,同时也诱发了大脑活动,这类似于健康的人操控手部一样。

研究人员发现,操控外骨骼装置,与操控健全手臂时的脑波十分相似!他们把外骨骼固定在手指上方,里面的金属缆线可以代替肌腱施力,另外一端接在胸口装有马达的控制盒里,再与侦测脑波的脑电图(EEG)头套连结。

洛桑联邦理工学院研究人员兰达佐表示,这个装置是以人造肌腱作为基础,驱动机放在手背,所以手掌是空的,拿东西或使用物品时仍保有感觉。

外骨骼装置可以视使用者本身的身体能力进行调整,如果是严重瘫痪的人,也能改用语音控制或眼动操控,尽管还在研发阶段,但是对中风、或是行动不便人士来说可是一大福音!另外针对不幸被截肢的人,仿生手臂结合科技,也有突破性的发展。

他是热爱音乐、28岁的巴恩斯,在2012年因为一场意外失去了右手,不得不放弃演奏乐器,如今5年过去,他再度重获弹钢琴的能力!

巴恩斯作梦也没想到,能再次以右手独奏贝多芬经典曲目《快乐颂》。

美国音乐家巴恩斯说,自从我换上这只新手臂,能用我的5根手指弹琴,非常令人兴奋,这是前所未有的!

他使用仿生手臂手指、精准敲击琴键,尽管还有没办法非常灵活的动作,但是相较于现有义肢已经是一大跃进。

美国音乐家巴恩斯指出,这与一般义肢完全不同,它更直观!市面上很多其他的义肢只有一定的抓握方式,新义肢能让我握住任何想握住的东西,非常快速,不用切换模式或是按压按钮。

市面上大多数可动的仿生义肢,通常是由连结到肌肉上的肌电图(EMG)感应器所控制,靠著按压按钮能切换模式,做出类似握拳等动作。然而美国格鲁吉亚理工学院专家认为,肌电图讯号不够准确,导致无法判断每根手指头移动的差异。

格鲁吉亚理工学院研究人员温格柏表示,不同的手指会使肌肉往不同的方向移动,有的时候往左,有的时候往右,有的时候快或是比较慢,我们可以利用机器学习,就是借由侦测所有的模式,去预测断肢者想要如何移动手指,而这没办法使用有太多杂讯的肌电图。

研究团队利用超音波,捕捉使用者想要移动不同手指时,断肢处产生的肌肉运动,再结合机器学习技术,推断出下一步可能的动作。

包括如何移动手指、以及使用多大的力量,手指头「根根分明」的概念启发,来自星际大战中「天行者路克」的超仿真机械手臂,现在巴恩斯也能用这款新义肢,弹一段星际大战主题曲。

接下来研究团队计画打造体积更小、更适合穿戴的版本,并且强化超音波感测器的功率,一步步朝著商业化的目标迈进,他们宣称这项应用的范围很广,甚至可以预见动一下手指,就能操控机器人的未来。

格鲁吉亚理工学院研究人员温格柏说,对断肢者来说,这不仅可以弹钢琴,未来还能用这款仿生手臂,做精细的运动控制,像是洗澡、梳妆,以及所有他们需要做的事,这是普通粗糙义肢无法做到的。

研究团队也替巴恩斯制作了一款能拿鼓棒的机械手臂,让他能随心所欲演奏乐器,也代表著梦想不会随著身体障碍而消失。

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