德国卡尔斯鲁厄理工学院开发智能肌电手,可用3D打印实现定制

肌电假肢是目前残疾人使用的相对高级的假肢,它通过骨骼肌中产生的肌电图(EMG)信号控制肌电假手。 德国卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的研究人员开发出一种先进的五指3D打印假肢,旨在通过智能机制减轻用户的认知负担。他们的3D打印手假肢集成了传感器,先进的嵌入式系统,手掌底部的RGB摄像头和手背上的彩色显示屏,可自动抓取物体。

德国卡尔斯鲁厄理工学院开发智能肌电手,可用3D打印实现定制

“在机械设计方面,一种自适应的,驱动的机制被用来让手指抓取任意形状的物体,”研究人员解释说。“传感器系统包括两个电机中的位置传感器和用于基于视觉的抓取的RGB相机。板载嵌入式系统通过蓝牙集成传感器信息,视觉信息,用户反馈和状态信息。

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研究人员表示,该手部假肢是第一个将相机集成在手掌中的装置。为了确保人性化的外观,包括电机,机构,嵌入式系统,传感器,用户反馈和用户界面在内的完整硬件被集成到普通男性手掌中。KITUProHand可作为独立单元完全启动和控制,无需任何外部计算资源。

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假肢外部采用PA2200材料通过选择性激光烧结进行3D打印,PA2200是功能原型3D打印中最常用的材料之一。据研究人员称,3D打印被选择作为一种制造方法,以便使用他们的3D打印手为佩戴者进行个性化生产。手指使用PA2200进行3D打印,以匹配手掌的强度和视觉外观。基于TUAT/Karlsruhe机构,通过力分配传动同时驱动所有四个手指,拇指由第二马达带动。该机构的结构允许手指在物体周围自然地成形。

德国卡尔斯鲁厄理工学院开发智能肌电手,可用3D打印实现定制

研究人员进行了几项测试,使用3D打印的手抓取不同形状的家用物品。

通过这些方式,60个物体中的85.2%可以从平坦表面成功地抓取,在尝试抬起信用卡等非常薄的物体时,发生了抓握失败。

“尽管机械和嵌入式系统的高度集成,我们的方法受限于传感器的数量,限制了外部传感器设置所提出的复杂控制方案的应用,”研究人员总结道。“尽管我们看到一个更全面的多模态传感器系统的集成以及它在半自治控制方案中的应用,作为一个有前途的未来研究课题。基于开发的嵌入式系统,我们计划将我们的工作扩展到独立的假体,通过集成的计算能力提供大量的智能抓取支持。“

文章来源:慧聪印刷网

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