并非梦想 截肢者能用假手弹钢琴
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乔治亚理工学院的科学家们发明了一种超声传感器，让被截肢的人能够控制单个的假手指
去执行精密动作。（Georgia Tech）
【大纪元2017年12月29日讯】（大纪元记者晨曦编译报导）《星际大战》中路克．天行者
的仿生手即将在地球上成为现实。近日，乔治亚理工学院的科学家们发明了一种超声传感
器，被截肢的人借此能够控制单个的假手指去执行精密动作，这是当前的商业假肢所无法
企及的。
首个使用这种假肢的人是位音乐家，他在五年前失去了部份右臂。但现在他已经能够用假
手弹钢琴，甚至还能演奏《星际大战》的主题曲。
“我们的仿生手臂由超声波讯号驱动，”该项目的负责人、乔治亚理工学院音乐科技中心
主任温伯格（Gil Weinberg）教授说。“通过这项最新技术，手臂能够探测到使用者想活
动哪根手指，即使他没有手指。”
与温伯格合作的音乐家叫巴恩斯（Jason Barnes）。这位28岁的年轻人在2012年的一次事
故中触电，医生不得不把他的右臂肘部以下部份截肢。巴恩斯失去了右手和大部份前臂，
但在残肢中仍保留有控制手指的肌肉。
巴恩斯的假肢类似市场上多数的同类产品，由连接到他肌肉上的肌电图（EMG）感应器控
制。通过按压手臂上的按钮，巴恩斯可以将假手切换到不同模式。每种模式有两个设计好
的动作，他通过屈伸或收缩他的前臂肌肉对其进行控制。比如，屈伸能够使大拇指和食指
夹紧，收缩则可以握拳。
“EMG感应器并不十分准确，”温伯格说，“虽然它们能够探测到肌肉的运动，但由于信
号过于嘈杂，所以无法确定使用者想要动动哪根手指。我们曾努力尝试改进巴恩斯的EMG
探测模式，但仍无法做到对单个手指的控制。”
但是，研究者们想到了超声波机器。他们与乔治亚理工学院的另两位教授展开合作，在巴
恩斯的手臂上装了个超声波探头，就是医生用来观察子宫中的胎儿的那种探头。通过这个
探头，他们就能观察到巴恩斯的肌肉运动模式。
“那一刻令我们感到兴奋，” 温伯格说。
当巴恩斯试图动一下假无名指时，其肌肉的运动不同于操纵其它任何手指的运动。该团队
将每一种独特的肌肉运动模式都写入计算程式中，这样程式就能够迅速确认巴恩斯想要控
制哪根手指。超声波信号和机器学习可以探测到每根手指的连续的、实时的动作，以及巴
恩斯想要用多大的力量。
“这实在是令人非常震惊，” 巴恩斯说。“我能够用这个假手握住任何想握的东西，而
且是即时的，不用转换模式或按压按钮。我从没想过我们能做到这一点。”
这是温伯格的实验室为巴恩斯做的第二个假肢了。巴恩斯喜欢鼓，所以该团队在2014年给
他安装了带有两个鼓槌的假肢。他控制其中一个鼓槌，另一鼓槌则跟随音乐自行即兴演奏
。
假肢让他有机会重新开始打鼓。机器鼓槌击鼓的速度能够超过世界上的任何鼓手。这一发
明引起了全世界的关注，巴恩斯和温伯格的机器手在四大洲都参加过音乐会，甚至在华盛
顿DC的甘迺迪中心都进行过演出。
这次成功促使温伯格向前迈进了一步，他新发明的假肢让巴恩斯又找回了曾经失去五年的
手指的灵活性。
“如果这种假手臂能够演奏音乐，比如进行钢琴弹奏这种微妙而富有表现力的动作，那么
这项技术就能够用于进行其它多种精细的活动，比如洗澡、梳头、吃饭等，” 温伯格说
。“我同样也能预见到，拥有完整肢体的人，仅仅通过动一下自己的手指，就可以遥控机
器手臂和机器手。”◇
http://www.epochtimes.com/b5/17/12/29/n10003548.htm