機械手經常見,但與真實的人手相比,觸覺還是很粗糙,而中國科學家提出的新設計可能會改變這個狀況。
中國科學技術大學研究團隊開發一種仿生軟手指(BSF),使用傳感器讓機器人能偵測壓力的精確變化,並以與人類手指媲美的靈巧度移動。根據在《細胞》(Cell)期刊論文,研究團隊構想機器人可以利用這些感應能力,來測量脈搏、檢查腫塊或進行其他私密檢查,而不會造成病人與醫生打交道的尷尬感。
研究作者、傳感技術研究員Hongbo Wang表示,通過這種由手指組成的靈巧手,這個手指有望在醫院裡扮演「機器人醫師」的角色。結合機器學習,實現自動化機器人檢查和診斷,對醫療人員嚴重不足的地區有幫助。
這個12.9厘米的手指使用內置在柔軟、有彈性的感光樹脂框架中的空氣控制執行器,並內置兩個導電纖維線圈。第一個線圈控制手指移動,第二個線圈位於指尖,與高靈敏度的壓力傳感器相連。
在測試中,這個手指能識別內置於矽膠片中的人造腫塊,找到測試對象的動脈,並準確讀取心率來為人類把脈。研究人員表示,與人類手指一樣,BSF能即時感知自身形狀和指尖的力道,彎曲角度的感應解析度高達0.02,力道的感應解析度為0.4 mN。該論文指出, BSF傳感和驅動都非常堅固耐用,適合實際應用。
如果病人不習慣由異性醫生進行檢查,這個設備可能是不錯的檢查。此外,研究人員可藉由按鈕力道來展示手指正確打字的能力,通過機器學習控制,也許能打造出在靈敏度和實用性與人類不相上下的機械手。
研究人員認為,通過精確的傳感數據,並以BSF為基礎的生物啟發手中應用基於機器學習的傳感數據驅動控制,可實現類似人類的「觸摸、感覺、嘗試、學習、操縱」和複雜的人機互動。
(首圖來源:Eurekalert!)