骨骼與肌肉驅(qū)動(dòng)一體化,是未來的技術(shù)前景。目前國(guó)內(nèi)用的大部分驅(qū)動(dòng)還是電機(jī)或者液體壓力,結(jié)構(gòu)材料有金屬,也有非金屬,鈦合金比較輕,鋼鐵也比較好,當(dāng)然使用碳纖維也可以。
那生物假肢會(huì)有人造肌肉嗎?肌肉是另一種驅(qū)動(dòng)方式。我們?nèi)祟愖龀鰟?dòng)作是依靠多個(gè)肌肉群一起協(xié)調(diào),驅(qū)動(dòng)一些肌肉群實(shí)現(xiàn)一個(gè)固定動(dòng)作。生物假肢現(xiàn)在還是單個(gè)驅(qū)動(dòng),比如肘關(guān)節(jié),只有一個(gè)電機(jī)。比如AMPCO–18機(jī)械合金,它在某種情況下可以伸縮自如,具有驅(qū)動(dòng)力。這種類似于肌肉的驅(qū)動(dòng)材料正在研究中,但目前還沒有用在任何假肢或是外骨骼的機(jī)器人上。
機(jī)械骨骼未來的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)就是動(dòng)力價(jià)值。上肢都是有動(dòng)力的,有電機(jī)驅(qū)動(dòng)力的關(guān)節(jié)動(dòng)力,但是下肢目前大部分還是無動(dòng)力的。用殘肢帶著有一定重量的假肢走路,想想都覺得累。如果真能裝上電機(jī),假肢自帶發(fā)電行走功能會(huì)更好。從機(jī)器人角度來講,如果一個(gè)人雙腿大腿截肢,殘端都比較短,要怎么辦?這很難做,所以這類人不依靠電機(jī)基本上方是無法行走的,或者說根本用不上假肢。
從機(jī)器人角度來講,如果一個(gè)人雙腿大腿截肢,殘端都比較短,要怎么辦?這很難做,所以這類人不依靠電機(jī)基本上方是無法行走的,或者說根本用不上假肢。比如生活里很多殘障人士覺得能動(dòng)能走就很好了,跟自己原來的肢體功能性差不多就可以。但在運(yùn)動(dòng)會(huì)里不一樣,因?yàn)檫x手要贏。所以殘奧會(huì)上的運(yùn)動(dòng)員使用的機(jī)械骨骼設(shè)備會(huì)增強(qiáng)他們的身體機(jī)能嗎?雖然期望是這樣,但實(shí)際上可能并非如此。
因?yàn)橐恍┫冗M(jìn)技術(shù)可能大多用于國(guó)防、醫(yī)療領(lǐng)域。體育領(lǐng)域?qū)嶋H上是一個(gè)很大的展示平臺(tái),使得很多科技在符合現(xiàn)有規(guī)程的情況下得以發(fā)展,有可能是未來的一個(gè)方向。所以需要有拿電路模擬神經(jīng)系統(tǒng)這樣的發(fā)展,現(xiàn)在的假肢可能還沒有這么細(xì)微的感覺、觸覺系統(tǒng),但假如有很細(xì)微的傳感設(shè)備,電路就像神經(jīng)一樣覆蓋在假肢上,它是不是就能像人類的手臂一樣靈活?這也是現(xiàn)如今的研究在做的。
一個(gè)人感知外物,得到比如力、運(yùn)動(dòng)、色彩、參數(shù)、溫度等物理參數(shù),然后反饋,基于此做出決策,決策之后再給出回應(yīng),這是一個(gè)閉環(huán)。目前在控制系統(tǒng)方面,是可以實(shí)現(xiàn)這種閉環(huán)的。但問題是,要做得小巧、輕便,像人體一樣靈活,難度還是挺大的。