科學家創造出用腹部控制的“第三隻手臂”
你一定有過兩手不夠用的時候,希望自己能有第三隻手臂。科學家發現,透過橫膈膜肌肉的運動,其實可以非常容易控制機器人的第三隻手臂。這項研究由Silvestro Micera 教授領導的團隊在瑞士EPFL 研究所進行。該研究是瑞士國家研究能力中心大型”第三臂”計畫的一部分。
為了進行這項研究,我們製作了一個裝置,讓使用者坐在其中,同時抓住兩個外骨骼式手臂上的把手,並佩戴一個配備感測器的腰帶,以檢測他們的圖表運動。他們還戴著一個VR 頭盔,透過它來觀看虛擬環境。
透過移動外骨骼手臂,使用者可以在VR 世界中以虛擬版的真實手臂執行任務。此外,透過以特定方式移動橫膈膜,使用者還可以控制虛擬的第三隻手臂。第三隻手臂位於虛擬左臂和右臂之間,設計成對稱的六指手–兩側都有一個拇指–這樣就不會被認為屬於某一側或另一側。
在對61 名志願者進行的150 次測試中,事實證明大多數人都能輕鬆掌握這種設定。重要的是,測試對象能夠在控制左右手臂的同時控制第三隻手臂–有點像同時拍頭和揉肚子。
在操作第三隻手臂時,參與者也能參與對話,並將視線從任務上轉移開。
在隨後的研究階段,志願者的胸前綁上了一個實體機械手臂。該裝置實際上只是一根從底座伸進和伸出的桿,但使用者仍然可以移動它,讓它的”手”按照指示懸停在給定的目標圓圈上。
儘管如此,這項研究並不是專門為了開發實用的第三機械手臂。
“這種第三臂控制的主要動機是了解神經系統,”米塞拉說。”如果你挑戰大腦做一些全新的事情,你就能了解大腦是否有能力做到這一點,以及是否有可能促進這種學習。然後,我們就可以將這些知識用於開發殘疾人的輔助設備或中風後的復健方案等。”
有關這項研究的論文最近發表在《科學機器人學》(Science Robotics)雜誌上。您可以在下面的影片中看到虛擬和實體第三隻手臂的動作。