魚羊 蕭簫 發(fā)自 凹非寺

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這只硬核機(jī)械手火了。

能穩(wěn)穩(wěn)抓握，也能伸張自如：

是不是有點(diǎn)金剛狼內(nèi)味了？

更令網(wǎng)友們驚嘆的是，這樣一只機(jī)械手，是一位失去左手四指的機(jī)械工程師Ian Davis獨(dú)立打造的。

這不禁讓網(wǎng)友在直呼賽博朋克之余，想起了《鋼之煉金術(shù)師》中的主角愛德華·艾爾利克——原作中為救自己的弟弟失去右臂，后女主替他制作機(jī)械假肢。

△ 愛德華·艾爾利克

事實(shí)上，Ian Davis制作機(jī)械臂的初衷，多少與愛德華的經(jīng)歷有點(diǎn)相似，這個(gè)機(jī)械臂，是他為自己失去四根手指的左手制作的假肢。

作為一名機(jī)械工程師，自失去手指后，他開始自行研發(fā)各種更易于操控的機(jī)械臂。

下圖是Ian Davis制作的、舊版機(jī)械臂的抓握效果，非常驚人。

△ Ian Davis此前制作的一款機(jī)械臂，可以抓扁可樂罐

看起來如此酷炫的機(jī)械手，究竟是如何代替正常手指運(yùn)轉(zhuǎn)操控的呢？

一只手，從零打造硬核機(jī)械手

這只硬核機(jī)械手，是純機(jī)械結(jié)構(gòu)。

機(jī)械手指靠連桿和鋼索帶動(dòng)。從演示視頻中可以看出，目前能夠?qū)崿F(xiàn)的抓握和張開手指的操作，是依靠手掌和手腕的動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)的。

手腕內(nèi)扣，手指收攏；反之，手指張開。

手腕橫向運(yùn)動(dòng)，裝有萬向節(jié)的機(jī)械手指就能夠伸展開。

另外，手指的狀態(tài)是可以鎖定的。在結(jié)構(gòu)上，Davis采用了帶有離合器軸承的鏈輪鎖定裝置。

可以看到，拉動(dòng)鏈條，由于離合器承軸位于鏈輪內(nèi)側(cè)，手指就會(huì)被固定住。

整個(gè)機(jī)械手的控制，由Arduino來驅(qū)動(dòng)，Davis還設(shè)置了專門的圖形操作界面。

不錯(cuò)，系統(tǒng)可以連接wifi，并配備有藍(lán)牙模塊，這樣就可以接入各種手工工具，比如磨床等。

而在設(shè)置模塊中，無需連接電腦，使用者就可以對(duì)各種閾值進(jìn)行調(diào)整。

如果某一天出汗較多，就可以調(diào)高電導(dǎo)率的閾值，使汗液不影響對(duì)機(jī)械臂的控制。

并且，這套設(shè)備中也配備了陀螺儀，因此調(diào)節(jié)以上設(shè)置的操作都可以通過手腕的動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)。

不過，Davis的機(jī)械手目前仍有許多需要改進(jìn)的地方。比如四個(gè)手指只能同放同收，并不能單獨(dú)活動(dòng)。

因此，Davis在接下來的幾周內(nèi)，計(jì)劃在機(jī)械手指關(guān)節(jié)處加裝電子裝置，控制離合器軸承的接合和脫離，這樣他就可以單獨(dú)鎖定和解鎖單根手指。

而所有的工作，都是在Davis失去左手四指之后，靠著僅有的完整右手一步一步從零打磨完成的。

網(wǎng)友感嘆，無法想象這個(gè)機(jī)械臂制作的背后要花費(fèi)多少時(shí)間和精力。

想象一下，這么酷炫的作品背后要花多少時(shí)間和精力，而且，機(jī)械臂發(fā)出的聲音實(shí)在令人滿意。

更多網(wǎng)友送上了自己的祝福：

這太酷了。我想說的是，我對(duì)于你失去的手指感到難過，但你真的做出了一個(gè)非?？岬氖?！

「如果設(shè)計(jì)能被延續(xù)」

在這般精密專業(yè)的機(jī)械臂背后，Ian Davis本人的生活并沒有想象中耀眼。

命運(yùn)總是開過分的玩笑。

兩年前，Ian Davis得知自己患有多發(fā)性骨髓瘤，一種由漿細(xì)胞引起的癌癥，這種病癥會(huì)導(dǎo)致骨痛、骨質(zhì)破壞與貧血，嚴(yán)重可致腎功能衰竭與癱瘓。

而就在不久后，一次工作事故致使他左手骨折。

醫(yī)生給出的答復(fù)是，只能截指，否則難保生命。

但這對(duì)于一個(gè)機(jī)械工程師而言，無異于致命打擊。

與此同時(shí)，保險(xiǎn)公司也不留情面，他們告訴Ian Davis，除非連手掌都在事故中被截肢，否則不予支付安裝假肢的費(fèi)用。

掙扎了一段時(shí)間后，Ian Davis決心給自己做假肢，用他僅有的一只右手。

在制造出這次更精密的機(jī)械手臂之前，他也曾嘗試過不同材料結(jié)構(gòu)的機(jī)械臂，下圖中左側(cè)的機(jī)械臂就是他之前用舊的機(jī)械臂，這些機(jī)械臂的架構(gòu)無一例外都很逼真。

△ 新舊機(jī)械臂對(duì)比

這次的機(jī)械臂是他在前幾任機(jī)械臂的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的結(jié)果，不僅手指張開的效果有了非常大的提升，而且抓握的靈敏度更好。

自事故以來，Ian Davis坦言自己的世界正在變得越來越?。骸复蟛糠謺r(shí)間里，我都是在辦公室修改和制造新的機(jī)械臂原型。」

曾有網(wǎng)友表示，這樣的設(shè)計(jì)沒能流行起來真是一種遺憾。

但目前來看，Ian Davis已經(jīng)開始尋求更進(jìn)一步的應(yīng)用，希望能與一些高校的生物醫(yī)學(xué)工程系進(jìn)行合作，為其他截肢者提供一點(diǎn)幫助。

他認(rèn)為，自己依舊是幸運(yùn)者。

相比于他來說，還有更多經(jīng)歷與他相似的、在各種事故中失去手指和手臂的截肢者，這些人卻無法像他一樣，能為自己做機(jī)械臂。

「我覺得，最美好的事情，是我看見自己的設(shè)計(jì)能在身邊的人身上得到延續(xù)?！?/p>

機(jī)械假肢相關(guān)研究

其實(shí)，用機(jī)械來彌補(bǔ)四肢殘缺帶來的不便，一直以來都是相關(guān)領(lǐng)域研究人員的愿景。

此前，一項(xiàng)來自英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院的研究表明，通過新型傳感器和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，機(jī)械假肢能夠探測(cè)到使用者的脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元發(fā)出的電信號(hào)，用「意念」控制假肢。

這樣一來，患者就可以通過假肢實(shí)現(xiàn)更精細(xì)、更復(fù)雜的操作。

不過，使用這套系統(tǒng)需要先進(jìn)行外科手術(shù)，將與手和手臂運(yùn)動(dòng)有關(guān)的部分周圍神經(jīng)系統(tǒng)，重新導(dǎo)向健康的肌肉。

這項(xiàng)研究發(fā)表在了《自然·生物醫(yī)學(xué)工程》上。

中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院，同樣開展了此類研究。

研究員李光林及其團(tuán)隊(duì)研發(fā)的多功能仿生假肢，能通過肌電信號(hào)（EMG）解碼識(shí)別出人的運(yùn)動(dòng)意圖，使「意念」控制假肢運(yùn)動(dòng)成為可能。

并且，相比于同類型假肢20-25萬元人民幣的售價(jià)，這款采用3D打印技術(shù)的假肢預(yù)計(jì)售價(jià)在3-5萬元人民幣。

如果這樣的前沿研究能夠順利完成臨床試驗(yàn)，并推向市場(chǎng)，對(duì)于殘障人士而言，無疑將給生活帶來新的可能。

參考鏈接：

https://nerdist.com/article/intricate-mechanical-hand-prosthetic-is-cyberpunk-af/

https://gizmodo.com/amputee-builds-a-set-of-incredibly-articulate-prostheti-1844281443

https://www.youtube.com/channel/UCv1xxFkEiAdCVy6foEEUIvw

— 完 —

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原標(biāo)題：《這只機(jī)械手太硬核！失去手指的機(jī)械工程師獨(dú)立打造，網(wǎng)友：賽博朋克，太酷了》

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