佩戴假肢的殘疾人有望恢復“知覺”了!近日,南開大學計算機與控制工程學院2012級本科生呂思藝與幾名小伙伴共同設計出一款“具有感溫功能的機械假手”,該“假手”可以規避傳統肌電假手“無法感知物體溫度”的弊端,有效避免殘疾人因佩戴“假手”抓握高溫物體,而造成的身體“燙傷”或仿生材料“變形”,有望使殘疾人恢復“知覺”。
“佩戴傳統肌電假手的殘疾人在抓取裝有熱水的杯子或觸碰高溫物體時,很可能因為無法感知高溫,而造成身體燙傷或仿生材料損壞。為了避免這種隱形傷害,我和幾名同學設計了這款‘感溫假手’,以此增加殘疾人在使用假肢時的安全性與真實性。”呂思藝說,“佩戴‘感溫假手’的殘疾人將如常人一樣,在接觸物體的第一時間內,感受物體的溫度。通過“溫度傳感器”、“電信號反饋”,假手將如同身體的一部分,自由感知外界的物理信息。‘感溫假手’的應用將有助于殘疾人更好的獨立生活,減輕家人的看護負擔。”
據呂思藝介紹,“感溫假手”模型由“3D打印機”制作而成,模型內部裝有微型控制板、微型舵機,用以控制并牽引五個“手指”的運動。其中,“食指”配備了一個溫度傳感器,負責采集假手抓握物體的溫度。使用中,殘疾人可以通過肌肉發出“電信號”控制假手抓取物體。當溫度傳感器檢測到抓握物體的溫度大于預設閾值時,微型控制板將操控微型舵機,使假手自動“松開”物體。與此同時,微型控制板還將發出一個警示性的“電刺激信號”,作用于殘疾人的肌肉神經,用以提示“抓握物體溫度過高”。
“殘疾人能夠感受到物體溫度的高低!” 呂思藝說,“抓取物體的溫度越高,微型控制板發出的‘電刺激信號’就越強。只有物體溫度超過預設閾值時,假手才會‘松開’,這真實還原了人在觸碰高溫物體時的正常生理反應。”
南開大學計算機與控制工程學院副教授、團隊指導教師段峰說:“對于殘疾人來講,他們很大的一個心愿就是能夠像健全人一樣生活。‘感溫假手’在某種程度上將為手部殘疾人群提供生活便利、避免隱形傷害。該設計理念清晰,研究意義突出,相信未來將為佩戴假手的殘疾人提供良好的感知體驗。”