在近期刊发的 Science 子刊 Science Robotics 上,仿生手 “汉尼斯(Hannes)” 的相关论文登上封面,研究由来自意大利理工学院和意大利国家工伤保险研究所 INAIL 假肢中心的科学家团队完成,其中还有截肢患者、整形外科医师和工业设计师等共同参与。图 | 汉尼斯仿生手该论文的题目为《汉尼斯假肢可复制人手的关键生物学特性》(The Hannes hand prosthesis replicates the key biological properties of the human hand),为致敬 20 世纪 60 年代上肢假肢的开拓者 Johannes Hannes Schmidl 教授,研究团队将其命名为汉尼斯。汉尼斯手具有仿生特性,与人手非常相似,可覆盖手部和腕部,能实现精确的类似人手的抓握行为,还可恢复上肢截肢患者恢复 90%以上的功能。图 | 用汉尼斯干活、用剪刀、拿电钻戴上它,可以拿起钢球。还能抓握住圆柱形物体,如伞柄等。除主动握持以外,它还能递送物体,当把易拉罐的底部递给汉尼斯,它可以轻松握住瓶底,并在对方试图拿走时松开手。具体来说,它主要由三块物理部件组成:1、一个拟人的肌电多关节假手,采用基于差动机构的欠驱动结构(欠驱动结构是输入量少于控制量的典型系统);2、被动屈伸手腕模块;3、肌电接口 / 控制器,包括两个表面肌电传感器、电池组和控制电子元件。三块组成部分互相作用,如下图所示,A 部分是嵌于汉尼斯中的直流电机和电机控制板,插座里是肌电接口 / 控制器,B 部分是带上手套的汉尼斯。图 | 汉尼斯手的内部架构、外形和可以执行的动作下图 A 是它的 3D 视图,右边是传动机构的横截面,红色的是引导线,绿色的是食指和中指的动线,黄色则是无名指和小指的从动线。图 | 汉尼斯的 3D 视图它的的工作原理是,放置在定制插座中的表面肌电传感器,可监测到手臂下部或较高部位的残留肢体肌肉的活动,用户可主动收缩这些肌肉以完成多种动作。此外,通过专门开发的软件和蓝牙连接,使用时可以定制手部的操作参数,如动作精度和速度等,从而让用户找到最适合的体验。可与人手相媲美的高度拟人化