輕型假手19個自由度，靈活性與人手不相上下!

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中國科學技術大學（USTC）的一個研究團隊近期研發出了一款具有19個自由度（DOF）的輕型假手，能夠複製人手的功能。這一成果能幫助數百萬上肢截肢者進行功能康復和日常活動。該研究發表於《自然通訊》（Nature Communications）。

人類的手有23個自由度，儘管其重量僅約爲人體體重的1/150，但卻約佔人體總運動能力的54%。然而，傳統假手通常依靠馬達驅動的裝置，由於功率密度低，往往面臨諸多限制，導致在自由度和重量之間達到平衡方面存在困難。因此，設計更有效的假手需要兼顧高自由度的靈活運動和使用者的舒適度。

爲了應對這個難題，該研究團隊利用具有高功率重量比的形狀記憶合金（SMA）作爲人造肌肉驅動器。他們使用了一種仿生肌腱驅動傳動系統，該系統在放大形狀記憶合金驅動力的同時降低了傳動阻力。根據類肌腱式的獨立傳動特性，研究人員在手指和手腕處集成了23個傳感器單元，以實現精確的關節控制。

此外，該假手包含一個帶有38個形狀記憶合金驅動器的冷卻模塊，能夠實現19個主動自由度。得益於這種仿生設計和高度集成，該假手僅重0.37千克，有着人類水平的靈活性，能夠執行諸如梳頭、寫字、握手、交換名片和下棋等日常任務。

在功能方面，該假手集成了語音識別技術，提供了一個簡單、用戶友好且性價比很高的人機交互系統。它支持60種語言和20種方言，識別準確率達到95%，響應時間以毫秒來計算，這就使得它適合在截肢者中廣泛使用。

除此之外，這個假肢手能夠操作剪刀、使用智能手機，還能做出複雜的手語手勢。它重現了33種傳統的人類手部抓握動作，並新增了6種更高級的抓握動作，提供了廣泛的應用場景。

總之，這項研究在假肢領域是一次大的飛躍。這項新技術可能會改變截肢者的生活，讓他們活動更自由，完成日常任務更輕鬆，還能重拾信心。此外，這個假肢手在工程應用上顯示出很大的潛力，爲人形機器人的靈活性和高性能假手研究提供了有效的解決方案。