你知道嗎?中國上肢殘疾的人數(shù)有1000萬,全世界有5000萬,是一個龐大的人群。上肢殘疾影響了這個人群平時穿衣、吃飯等日常生活,更是阻礙了其事業(yè)發(fā)展。若比鄰是一家研發(fā)機器人仿生手的公司,憑借此項目獲得有華強芯城和星云智能硬件加速器聯(lián)合舉辦的2015 硬件創(chuàng)新大賽“最佳商業(yè)價獎”。
其核心技術是自主研發(fā)的機電傳感器,讓人腦信號傳到機器仿生手,從而讓機器手可以仿人手靈活活動。這樣,上肢殘障人士的日常生活得到了很大的改善,并能夠像其他人一樣尋求職業(yè)發(fā)展。
2008年以后,多自由度假肢手開始面世,比較有代表性的為英國的Blatchford & son公司生產(chǎn)的ilimb手、德國Steeper公司生產(chǎn)的Bebionic手。這兩款假肢手均由五個微電機驅動,拇指外的手指有兩個關節(jié),基指關節(jié)為主動關節(jié),近指關節(jié)為從動關節(jié)。兩個關節(jié)的運動是耦合的。一般學術界稱這種驅動方式為欠驅動。進口多自由度假肢手價格昂貴一般在30萬元左右,且保修期短,一般為一年,過了保修期維修價格昂貴且時間漫長,即使很簡單的零件也常賣到萬元。而且需運到國外維修,周期最少也需3個月。因而即使是買得起也修不起。
若比鄰機器人仿生手
若比鄰機器人仿生手可以五指靈活抓握、內(nèi)收外展、分開合并,實現(xiàn)手的基本功能如:吃飯、穿衣、上廁所、開門、打字、打電話、拿水杯、水壺、名片等,還可以單指聯(lián)合各指運動,實現(xiàn)抓取東西,可彎曲,單手指可獨立運動。它可以由電腦也可以通過肌電控制手指的動作。
創(chuàng)新點1:設計的手指欠驅動微機構,使手指的基指關節(jié)的運動與近指關節(jié)的運動相耦合。且其運動關系與人手相應關節(jié)的運動關系相似;
創(chuàng)新點2:基于小腦模型的反射控制算法,在保證夾持力的情況下實現(xiàn)對不同物體的形封閉包絡;
創(chuàng)新點3:手指微機構具有力封閉的機械自鎖能力。即使失電,仿生手所持物體也不會跌落;
創(chuàng)新點4:設計的10種微機構手指動作模式,基本涵蓋了人手的常用動作模式。
若比鄰機器人仿生手創(chuàng)始人 白勁實
若比鄰機器人仿生手團隊的的愿景是做世界上最好,最便宜的仿生手。創(chuàng)始人在硬件創(chuàng)新大賽上表示,機器人仿生手的電機采用的的瑞士進口的微型電機,所以目前可能成本可能有些高,下一個目標就是和國內(nèi)頂級的電機生產(chǎn)廠家合作,聯(lián)合開發(fā)國產(chǎn)微型電機價格降到3萬5。我們都知道現(xiàn)在裝一個美容手也要1萬多;裝一個只有2自由度的夾子也要3萬元,所以,5個自由度的仿生手就是一個顛覆性的價格。
其實意識到仿生手價格昂貴的不止若比鄰機器人一家,還有國外一家創(chuàng)業(yè)團隊OpenBionics,創(chuàng)始人Joel Gibbard意識到,機器假肢的問題在于,它的價格過于昂貴了。“這種技術能夠改變許多人的生活,但是,它的價格太昂貴,不是誰都負擔得起,政府的醫(yī)療服務也不會提供,因此,人們無法獲得它。”他接受衛(wèi)報采訪時說。
Open Bionics發(fā)布的是一只肌電假手的開源設計。這只手的重量不到300克,制作成本不到200美元。雖然它并不是完全3D打印出來的,但也包括了很多3D打印的部件。其余非3D打印的部件都能很容易從網(wǎng)上或者當?shù)氐碾娮淤u場里買到。而這些部件一旦完全組裝出來,就可以做到一些真正不可思議的事情。
“我們使用了一種新的差速器機構,是基于Whiffletree結構的,它可以使用戶獨立阻止每個手指的運動,這樣只需一個致動器,就可以完成144個不同的抓握行動。”開發(fā)團隊稱,“這個設計是基于人體測量學研究關于手部的參數(shù)模型的,因此它可以很容易針對不同的患者進行個性化制造”。
這種機制允許用戶使用手上的一個馬達,實現(xiàn)16種不同的食指、中指、無名指和小指的組合,而且這些組合可以與拇指的9種不同的位置結合起來。也就是說,用戶只用一個馬達,就可以實現(xiàn)9&TImes;16共144中不同的抓握姿勢。這真的是不可思議的創(chuàng)新。
Open Bionics計劃是,明年開始銷售第一款產(chǎn)品。據(jù)估算,機器手的售價是2000 英鎊,折合人民幣近兩萬元。這比市場上同類的產(chǎn)品要便宜許多。目前,同類產(chǎn)品的售價是2萬至5萬英鎊。
看來機器人仿生手也存在很大的競爭,不過沒關系,有競爭才有進步。最突出的競爭點就是更靈活的功能和最便宜的價格?;蛟S在微電機的選擇、手指的控制機制和3D打印部件方面做創(chuàng)新和突破,將會使更好用、更經(jīng)濟的機器人仿生手來到我們面前。