23.電子手

23.電子手

在仿生學和現代科技的結合下,出現了利用先進的電子技術的假手。人手動作時,首先由神經細胞把信號送給必要的肌肉,在肌肉內產生「肌電」,利用裝在手臂皮膚表面的電極可以檢出肌電。即使前臂已被手術切除的人,因為在殘留部分仍然存在着肌電,利用這個肌電照樣可以驅動假手。對目前的大多數電子假手說來,其動作原理是:當裝假手者一想到要使假手動作,此時便產生肌電,利用電極檢出肌電並予以放大,然後送往微型伺服馬達中,即可使假手手指動作。人的手指具有感覺,它能感知是否抓到了東西。為了使假手的手指具有相同的感覺機能,在手指上可裝上壓力檢測元件,檢出微小的壓力后予以放大,並變換成震動人體的形式,這樣的反饋方法也已經被開發出來。

拆除機械人

如要用電子假手來完成人的手指所做的多種多樣動作,單憑一組電極信號是不充分的。所以,如要製作多性能假手,就必須給手指配備幾組伺服馬達,與此相應,在手臂上必須裝有三組左右的檢測肌電信號的電極。裝假手的人在希望拇指動作的同時也希望其餘四指動作時,各電極出現的電壓波形應該是不一樣的。由裝在假手中的微型計算機根據不同的電壓波形判斷出使用者現在希望做出怎樣的動作,然後由計算機的輸出來驅動適當的伺服馬達,使之按照使用者所想的那樣動作。用於心電圖診斷等場合的由人工神經元製成的學習機,最適宜於作為假手使用的計算機。

這種電子假手具有對人的反饋,和可以調整手指握力的局部磁滯回線反饋機構,通過很多控制線路的交叉複合,必將逐漸地在性能和構造上接近人手的控制方式。

研製這樣的電子假手,是長期模仿動物、昆蟲與人手功能,並經歷了不斷應用最新科學技術的過程。

研究表明,人手的優越性在於綜合了生物信息處理系統所特有的多種卓越特性。手的性能,可從機器特性和控制特性兩方面來看。作為機器特性,可根據自由度的多少為標準。有人對人的肩、肘、掌、指等部位的自由度進行了調查,根據簡化了的模型計算,至少有27個自由度。

而已經仿製出的人工手目前主要有兩種用途,其一是用於醫療上面,其二是危險作業上。利用機械人使工廠達到自動化,在宇宙、海洋等大型開發計劃中,機械手更成了絕對不能欠缺的東西,例如用機械手維修運行於太空中的宇宙飛船,或去危險地帶從事危險作業,為人提供了方便。。

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奇妙的動物

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