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新时代·中华儿女共筑中国梦

2019-01-23 10:16 来源:39健康网

  新时代·中华儿女共筑中国梦

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推荐阅读11月14日,张怡宁(左)在训练中心指导巴布亚新几内亚国家队男单一号选手杰弗里·洛伊。新华社记者黄宗治摄  11月13日,一艘游船在杭州西湖上行驶(无人机拍摄)。

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新时代·中华儿女共筑中国梦

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 Winnie Lee ? 2019-01-23 17:41:32 来源:前瞻网 E1685G0
万博官网app体育 近期,本报《弘扬伟大民族精神奋斗创造美好生活》系列主题报道受到网友广泛关注,光明日报官方微博、微信公众号和客户端相继刊发多篇报道,引发热烈反响。

得益于一种受人类皮肤启发的新材料,未来的机器人能够学会抓住和捡起精致的物品。

专家们已经制造了一种触觉传感器,它可以检测压力,并在触摸时发出电脉冲。

除了在智能机器上的应用,这一突破还可能在未来让残障人士终于能感觉得到假肢。

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包括中国科学院(Chinese Academy of Sciences)教员在内的一个研究团队一直在努力复制加压人体触摸的体验。

研究人员说,这项技术可能是智能假肢发展的关键一步,智能假肢能够在功能上取代——甚至有可能超越——自然肢体的感知能力。

人类的皮肤将压力视为触觉的一部分,然后将其转化为神经的信号,最终到达大脑,创造出一种类似脉搏的感觉。

恢复这种加压触摸的感觉仍然是一个重要的功能,以使假肢更加逼真,从而更容易为用户所接受。

Yuanzhao Wu和他的同事开发了一种电子皮肤系统,可以将触摸感受到的压力转换为内部电信号。

有趣的是,在某些情况下,脉冲响应的压力值超过了人类的感应阈值。

在一篇概述他们发现的论文中,作者说:“总的来说,报告中的触觉传感器的性能表明了它在智能假肢领域的潜在应用。”

“高灵敏度、低检测限和数字频率信号的触觉传感器的感官反馈可能会让假肢在未来变得更好、更个性化。”

这种电子皮肤包裹着一个磁性传感器,由一层中空的聚合物膜组成,表面有磁性颗粒。当施加压力到磁点膜顶时,膜反转,导致顶部的磁颗粒向内部的磁传感器移动。

产生的电阻通过电路以信号的形式传输,这些信号被转换成各种频率的脉冲,随着压力的增大而增大。

安装在机械手臂上的人造手指,配备了电子皮肤,能够感知最细微的触摸,比如风的吹动。

在随后的实验中,电子皮肤还能够探测到包含不同体积的水滴,以及蚂蚁的移动轨迹。

科学家们是如何创造出能够自我修复的皮肤的?

割伤你的手,撕裂你的肌肉,甚至折断你的骨头,这些都是会随着时间愈合的伤害。

布鲁塞尔自由大学(Vrije Universiteit Brussels, VUB)的专家日前发明了一种人造皮肤,旨在模仿大自然的自我修复能力,让机器人在承担自身职责的同时,也能从“伤口”上复原。

该技术的进一步发展还可以让为战场而造的终结者式杀手机器人修复它们在战斗中所承受的伤害。

研究人员已经用软体机器人做实验一段时间了。它们是由柔性材料构成的,灵感来自于人类和许多其他生物赖以生存的软组织。

它们的灵活性允许它们被广泛应用,从在食品工业中抓取精致和柔软的物体到执行微创手术等应用。

他们还可以在创造栩栩如生的假肢方面发挥重要作用。

然而,软材料也使他们容易受到尖锐物体或过度压力的伤害。然后,必须更换损坏的部件,以避免机器人被扔进垃圾堆。

但是VUB提出了一种新的橡胶聚合物,可以修复这种损伤。

研究这种塑料的BruBotics VUB的教授Bram Vanderborght说:“这项研究的结果打开了一个充满希望的前景。”

“机器人不仅可以变得更轻、更安全,还可以独立工作更长时间,不需要经常维修。”

为了制造出它们的人造软组织,科学家们使用了凝胶状的聚合物,这些聚合物在加热和冷却时会融化在一起。

当受损时,这些材料首先恢复原来的形状,然后完全愈合。

这一原理应用于三个自愈机器人部件;一个夹具,一个机器手,和一个人造肌肉。

科学家们正致力于开发个性化的义肢,并对佩戴者的指令做出反应。

为了做到这一点,小垫被放置在病人的皮肤上。它们位于肌肉的末端和神经末梢的起点。

护垫检测肌肉神经产生的电信号,并通过电脑进行转换。要触发这些传感器,患者必须积极地想象自己的行动。

例如,为了发出二头肌收缩的信号,佩戴假肢的人必须集中精神想象自己弯曲手臂。

通过了解大脑发出收缩信号的肌肉,科学家可以预测肢体如何运动。

这是由假肢实时重建的,允许佩戴者思考一个动作,然后假肢将执行它。

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