揭秘最好用、最經(jīng)濟(jì)機(jī)器人仿生手

　　你知道嗎？中國(guó)上肢殘疾的人數(shù)有1000萬，全世界有5000萬，是一個(gè)龐大的人群。上肢殘疾影響了這個(gè)人群平時(shí)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(jī)器人仿生手的公司，憑借此項(xiàng)目獲得有華強(qiáng)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(jià)獎(jiǎng)”。

　　其核心技術(shù)是自主研發(fā)的機(jī)電傳感器，讓人腦信號(hào)傳到機(jī)器仿生手，從而讓機(jī)器手可以仿人手靈活活動(dòng)。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(guó)的Blatchford & son公司生產(chǎn)的ilimb手、德國(guó)Steeper公司生產(chǎn)的Bebionic手。這兩款假肢手均由五個(gè)微電機(jī)驅(qū)動(dòng)，拇指外的手指有兩個(gè)關(guān)節(jié)，基指關(guān)節(jié)為主動(dòng)關(guān)節(jié)，近指關(guān)節(jié)為從動(dòng)關(guān)節(jié)。兩個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)是耦合的。一般學(xué)術(shù)界稱這種驅(qū)動(dòng)方式為欠驅(qū)動(dòng)。進(jìn)口多自由度假肢手價(jià)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(jià)格昂貴且時(shí)間漫長(zhǎng)，即使很簡(jiǎn)單的零件也常賣到萬元。而且需運(yùn)到國(guó)外維修，周期最少也需3個(gè)月。因而即使是買得起也修不起。

若比鄰機(jī)器人仿生手

　　若比鄰機(jī)器人仿生手可以五指靈活抓握、內(nèi)收外展、分開合并，實(shí)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(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)抓取東西，可彎曲，單手指可獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。它可以由電腦也可以通過肌電控制手指的動(dòng)作。

　　創(chuàng)新點(diǎn)1：設(shè)計(jì)的手指欠驅(qū)動(dòng)微機(jī)構(gòu)，使手指的基指關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)與近指關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)相耦合。且其運(yùn)動(dòng)關(guān)系與人手相應(yīng)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系相似；

　　創(chuàng)新點(diǎn)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(shí)現(xiàn)對(duì)不同物體的形封閉包絡(luò)；

　　創(chuàng)新點(diǎn)3：手指微機(jī)構(gòu)具有力封閉的機(jī)械自鎖能力。即使失電，仿生手所持物體也不會(huì)跌落；

　　創(chuàng)新點(diǎn)4：設(shè)計(jì)的10種微機(jī)構(gòu)手指動(dòng)作模式，基本涵蓋了人手的常用動(dòng)作模式。

　　若比鄰機(jī)器人仿生手創(chuàng)始人 白勁實(shí)

　　若比鄰機(jī)器人仿生手團(tuán)隊(duì)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(jī)器人仿生手的電機(jī)采用的的瑞士進(jìn)口的微型電機(jī)，所以目前可能成本可能有些高，下一個(gè)目標(biāo)就是和國(guó)內(nèi)頂級(jí)的電機(jī)生產(chǎn)廠家合作，聯(lián)合開發(fā)國(guó)產(chǎn)微型電機(jī)價(jià)格降到3萬5。我們都知道現(xiàn)在裝一個(gè)美容手也要1萬多；裝一個(gè)只有2自由度的夾子也要3萬元，所以，5個(gè)自由度的仿生手就是一個(gè)顛覆性的價(jià)格。

　　其實(shí)意識(shí)到仿生手價(jià)格昂貴的不止若比鄰機(jī)器人一家，還有國(guó)外一家創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)OpenBionics，創(chuàng)始人Joel Gibbard意識(shí)到，機(jī)器假肢的問題在于，它的價(jià)格過于昂貴了。“這種技術(shù)能夠改變?cè)S多人的生活，但是，它的價(jià)格太昂貴，不是誰都負(fù)擔(dān)得起，政府的醫(yī)療服務(wù)也不會(huì)提供，因此，人們無法獲得它。”他接受衛(wèi)報(bào)采訪時(shí)說。

　　Open Bionics發(fā)布的是一只肌電假手的開源設(shè)計(jì)。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(dāng)?shù)氐碾娮淤u場(chǎng)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(jī)構(gòu)，是基于Whiffletree結(jié)構(gòu)的，它可以使用戶獨(dú)立阻止每個(gè)手指的運(yùn)動(dòng)，這樣只需一個(gè)致動(dòng)器，就可以完成144個(gè)不同的抓握行動(dòng)。”開發(fā)團(tuán)隊(duì)稱，“這個(gè)設(shè)計(jì)是基于人體測(cè)量學(xué)研究關(guān)于手部的參數(shù)模型的，因此它可以很容易針對(duì)不同的患者進(jìn)行個(gè)性化制造”。

　　這種機(jī)制允許用戶使用手上的一個(gè)馬達(dá)，實(shí)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(jié)合起來。也就是說，用戶只用一個(gè)馬達(dá)，就可以實(shí)現(xiàn)9&TImes;16共144中不同的抓握姿勢(shì)。這真的是不可思議的創(chuàng)新。

　　Open Bionics計(jì)劃是，明年開始銷售第一款產(chǎn)品。據(jù)估算，機(jī)器手的售價(jià)是2000 英鎊，折合人民幣近兩萬元。這比市場(chǎng)上同類的產(chǎn)品要便宜許多。目前，同類產(chǎn)品的售價(jià)是2萬至5萬英鎊。

　　看來機(jī)器人仿生手也存在很大的競(jìng)爭(zhēng)，不過沒關(guān)系，有競(jìng)爭(zhēng)才有進(jìn)步。最突出的競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)就是更靈活的功能和最便宜的價(jià)格?；蛟S在微電機(jī)的選擇、手指的控制機(jī)制和3D打印部件方面做創(chuàng)新和突破，將會(huì)使更好用、更經(jīng)濟(jì)的機(jī)器人仿生手來到我們面前。