美19歲少年發(fā)明意念操控假肢僅600美元

    3D打印的假肢已經(jīng)不足為鮮，此前也報道過很多類似的新聞，但是從純機械式的到肌電控制仿生假肢還是第一次。

    一位來自美國科羅拉多州州的19歲少年EastonLaChappelle卻開發(fā)出了一種更為先進的裝置——腦電波意念控制的3D打印假手Anthromod。

    EastonLaChappelle不僅被媒體譽為下一個喬布斯或比爾·蓋茨，還斬獲了國際科學工程大賽的二等獎，被NASA邀出工作，還見了奧巴馬。

    EastonLaChappelle14歲的時候，因為覺得機械手臂很酷，所以開始制作機械手臂。于是，在沒有任何電子，編程，機械知識方面基礎下，他開始了這項不可能完成的任務。在之后的幾年，經(jīng)過他不懈的努力，在他雜亂的臥室里，他兒時的幻想終于變?yōu)榱爽F(xiàn)實。一只以遙控手套控制的機械手臂誕生了。當然，他也可以通過自己的意念來控制它。

第一代機械手臂是他用樂高積木搭出手，用釣魚線和手術軟管做手指，用五個獨立的伺服機控制手臂動作，這個機械手臂讓Easton獲得2011年科羅拉多州科學展第三名。但是當時，機械臂還無法拿起一些重物。

    而這僅僅是一個開始。之后他自己重新設計了新的模型，并得到了當?shù)匾患抑S的技術支持。他們?yōu)樗麑ｉT制作機械臂的塑料骨架。第二代機械手臂由3D打印的零件、牙科橡皮圈模仿的肌腱、彩色尼龍包膠線圈做成的韌帶、任天堂遙感手套、還有操縱手臂動作的腦波控制耳機所構(gòu)成。肌肉的動力來源則是可變電阻和直流馬達組成的自制伺服機。機械臂顯然要比之前的完美了許多，特別是在手掌部分有了很大的提升。新的機械手有和人類相類似的指關節(jié)，每一節(jié)手指都能夠彎曲。安裝在手腕內(nèi)部的小電機能夠通過類似魚線的鋼絲牽引手指進行活動。

    為了控制他的機械手臂，Easton將一只80年代的任天堂游戲手套改裝成一只可以控制機械臂的控制器。而在這之后，他又成功黑入mindflex的游戲控制器，使得自己可以通過腦電波開關機械臂。

    后來Easton在科羅拉多科技博覽會上，遇到了生來沒有手臂的7歲女孩珍妮。并從其父母口中得知：這套植入珍妮脊髓的義肢花費了8萬美金。他難過的發(fā)現(xiàn)，隨著女孩的成長，義手也需要不斷的替換，這對女孩的家庭是一項沉重的負擔。

    小女孩的事情對Easton啟發(fā)很大。17歲的Easton說，我發(fā)明的義手只要換個思維就能造福很多很多人。他的使命就是要做出功能性強，又能負擔得起的機械手臂。

    Easton說這種技術本身并不復雜，真正讓人撓頭的是與之相關的昂貴費用。而這也正是Easton完全依賴3D打印技術開發(fā)Anthromod的原因。

    “它能夠讀取大腦的大約10個信道，所以它的運行方式有點像肌肉傳感器，它會讀取從大腦從放出的一些小信號，然后將其轉(zhuǎn)化成軟件可以讀取的東西，我們實際上會跟蹤分析不同腦電波代表的意義，并嘗試將其轉(zhuǎn)化成某一特定動作。”Easton說。“所以，根據(jù)這一模式我能夠通過腦電波來實現(xiàn)握手或張開手的動作。”

    要控制這些腦波假手還需要戴上一種無線式的頭戴裝置，不過操作起來其實非常容易。一位截肢者使用無線腦波頭戴裝置來控制假手，在10分鐘之內(nèi)他就學會了如何順暢通過意念來使用機器人手。Easton還在操作機械手的算法中加入了讓用戶選擇更大或者更小重量的選項，使得用戶使用起來更加直觀。

    5年的時間里，Easton做了無數(shù)次的試驗，經(jīng)歷了各種失敗和錯誤。之后受一款簡易游戲的啟發(fā)，終于他發(fā)明的機械臂完全成型。

    Easton稱整個Anthromod的制造成本大約在600美元左右，而且所有的設計都是開源的，以便于人們在此基礎上進行修改以使其適用于不同的情況，比如截止或遺傳缺陷等。這位少年發(fā)明家，并沒有將這一革命性的發(fā)明據(jù)為己有，他已在網(wǎng)上公開了程序代碼，這意味著任何人都能通過網(wǎng)絡下載，而將機械臂通過3D打印機打印出來。

    Easton說：“盡可能簡化、并開源這個設計的原因是，我們希望人們只需要有一臺3D打印機、略具3D打印經(jīng)驗，就能夠?qū)⑵鋸椭瞥鰜恚踔量梢酝ㄟ^修改將其用于新的應用。這樣的情景是非常讓人激動的。”他補充道。