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新研究：仿生手成為人們身體的一部分
2024年06月20日 11:11:41
來源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：5313
6月6日，iScience上的一篇論文指出，研究人員使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來測試人類對仿生設(shè)備的感受。在后續(xù)的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)者稱感覺像鑷子一樣的仿生手是自己“身體的一部分”。
【化工儀器網(wǎng) 時(shí)事熱點(diǎn)】仿生手是一種高科技的假肢產(chǎn)品，旨在幫助失去手部功能的患者恢復(fù)或提升生活質(zhì)量，最早開發(fā)于1963年，旨在幫助受鎮(zhèn)靜催眠藥危害的兒童。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，仿生手經(jīng)歷了從簡單到復(fù)雜、從粗糙到精細(xì)的發(fā)展過程。目前，仿生手已經(jīng)具備了高度的仿真性和功能性，成為醫(yī)療、工業(yè)、娛樂等多個(gè)領(lǐng)域的重要工具。
6月6日，iScience上的一篇論文指出，研究人員使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來測試人類對仿生設(shè)備的感受。在后續(xù)的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)者稱感覺像鑷子一樣的仿生手是自己“身體的一部分”，與配備虛擬人手的對照組相比，使用鑷子手的參與者完成任務(wù)的速度和準(zhǔn)確性均更高。
為了使人體與工具實(shí)現(xiàn)完美融合，無疑需要使用者感覺工具是身體的組成部分，仿生工具可以滿足這一需求。先前的研究表明使用工具會引起人腦的可塑性變化，仿生假肢的使用也是如此，研究人員利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對健康參與者進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)。在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，參與者手腕末端要么設(shè)置了像人手一樣的仿生手，要么設(shè)置了大鑷子一樣的仿生工具。
為了測試仿生手或者仿生工具的運(yùn)動能力和靈活性，參與者被要求穿戴相應(yīng)設(shè)備弄破一種特定顏色的氣泡。在這個(gè)任務(wù)中，研究人員發(fā)現(xiàn)當(dāng)參與者使用鑷子手時(shí)能更快、更準(zhǔn)確地弄破虛擬泡泡，同時(shí)參與者還能快速、準(zhǔn)確地識別出哪根手指受到了刺激，這表明參與者對虛擬人手和鑷子手都有一種“化身感”。
除了鑷子手外，研究人員還測試了其他形狀的仿生工具，如扳手和手持鑷子的虛擬人手。他們發(fā)現(xiàn)，在所有情況下，參與者都能產(chǎn)生化身感，但鑷子手直接移植到虛擬手腕上時(shí)，參與者的感覺更為真實(shí)，操作也更為靈巧。
此外，如果參與者在測試前有體驗(yàn)虛擬環(huán)境的經(jīng)驗(yàn)，那么他們對仿生工具的化身感也會更為強(qiáng)烈，這可能與在虛擬環(huán)境中產(chǎn)生的互動代入感有關(guān)。這項(xiàng)研究或許可以可以為機(jī)器人和假肢的設(shè)計(jì)提供思路，進(jìn)一步探討失去四肢的病人是否會對這些仿生工產(chǎn)生化身感，或許會為這些病人帶來更好的體驗(yàn)。
除外，仿生手在其他國家也有相關(guān)研究。英國“i-LIMB”仿生手是世界上最先進(jìn)的走向市場的仿生手之一，具有5根可自由活動的手指。它采用了最前沿的電子和機(jī)械技術(shù)，由高強(qiáng)度的塑料制成，輕便且耐用。i-LIMB仿生手擊敗了其他進(jìn)入決賽的三項(xiàng)發(fā)明，榮獲2008年的麥克羅伯特(MacRobert)獎(jiǎng)，這是英國最高工程獎(jiǎng)。2013年2月，瑞士發(fā)明了全球首個(gè)有觸感的仿生手，該仿生手可以感知物體的形狀、大小和溫度等信息，使得患者在使用時(shí)能夠感受到更加真實(shí)和自然的操作體驗(yàn)。
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