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作者,布瑞特年轻,抱着她Ottobock bebionic仿生手臂。
加芙Hasbun。化妆:玛丽亚阮MAC化妆品;头发:琼Laqui活生生的证据
DarkGray
凡尔纳的理解,美国南北战争(在此期间60000年截肢进行)就职现代假肢时代在美国,由于联邦资金和创业修复学家波设计专利申请。两次世界大战固化营利性假肢行业在美国和西欧,和正在进行的反恐战争帮助弹射到美元60亿美元行业在全球范围内。最近的投资不是,然而,由于截肢的不成比例的大量军事冲突:1500年美国士兵和300名英国士兵在伊拉克和阿富汗失去了四肢。肢体损失一般人群矮人这些数据。仅在美国,超过200万人患有肢损失,每年有185000人接受截肢。一个小得多的subset-between 1500到4500的每个社区儿童天生肢体差异或缺席,包括我自己。
今天,设计假肢的人往往是善意的工程师而不是截肢者本身。世界的肉质树桩作为存储库对这些设计师的梦想一个高科技,超人的未来。我知道这个,因为在我的生活我已经安装了一些最先进的假肢设备在市场上。想念我的左前臂出生后,我是第一个军团的婴儿在美国是配备了一个肌电的假肢手,电子设备控制的佩戴者对传感器的假肢接受腔内的肌肉紧张。亚博排列五投注网站从那时起,我已经穿上各种各样的假肢手,他们每个人都力求完美富达的人类,有些代价的美学,有时成本的功能,但总是旨在模仿和替代失踪了。
在我的有生之年,肌电的手已经从clawlike multigrip构造,可编程,性器官的人手的摹写,大多数花费数万美元。记者无法获得足够的成熟,multigrasping“仿生”与栩栩如生的硅胶皮和有机运动,心照不宣的承诺是残疾将很快消失,任何失去肢体或器官将取代一个同样复制能力。仿生手创新当作是一个高风险的竞争,看看在技术上是可能的。泰勒海耶斯,假肢公司的CEO原子的四肢,这么说吧WeFunder视频帮助筹集720万美元从投资者:“每一个月球探测器在历史上已经开始有大量的疯狂,从发电到太空旅行,和Atom的四肢也不例外。”
我们陷入了仿生手军备竞赛。但我们取得真正的进展吗?是时候问假肢是真的,我们希望他们会完成。每一个新的multigrasping仿生手往往是更复杂的但也比过去贵,也不太可能被保险覆盖(甚至部分)。最近的研究得出结论,更简单和更昂贵的假肢装置同样可以执行许多任务,和花哨的仿生手,尽管他们所有的电子选项,很少用于把握。
活动手臂,比如这一个假肢公司生产的手臂动力学,比仿生假肢更便宜,更耐用。附件从假肢器官公司德州辅助设备额定重物,允许作者进行练习,冒险或不可能与她的昂贵得多bebionic手臂。加芙Hasbun;化妆:玛丽亚阮MAC化妆品;头发:琼Laqui活生生的证据
功能或形式
近几十年来,绝大的重点研究和发展的新的人工手一直在完善不同类型的把握。许多市场上最昂贵的手差异化的数量和种类选择适于抓握的。自己的一只手,媒体的宠儿Ottobock bebionic,于2018年我收到了,有一个fist-shaped权力控制,捏握,和一个非常具体的方式与拇指上的食指礼貌地交出信用卡。我的21世纪的肌电的手似乎remarkable-until我试着使用一些日常任务,证明更多的繁琐和耗时比如果我只是把它放在沙发上。我不能用它来拉一扇门关闭,例如,一个任务我可以与我的树桩。和没有添加驱动手腕极其昂贵,我不能把燕麦片从一锅倒入碗里。执行任务的很酷的仿生方法,尽管它模仿有两只手,没有明显比我的方式做事,有时在我的腿和脚的帮助。
当我第一次采访广告施皮尔讲师在机器人和机器学习在伦敦帝国理工学院,这是深夜在他的办公室,但他还是动画对机器人这个学校目前研究的焦点。施皮尔说拟人化机器人的手是不可避免的,从今天的假肢的现实幻想的科幻小说和动漫。“在这里我第一次演讲,我显示剪辑的电影和卡通片和电影制片人让机器人的手看起来很酷,”施皮尔说。“动漫机动战士高达,有很多特写镜头巨大机器人的手抓住巨大的枪之类的东西。但是为什么它需要人手吗?为什么机器人不只是有枪吗?”
是时候问假肢是真的,我们希望他们会完成。
施皮尔认为假开发商太陷入形式/功能。但他有了足够的了解他们不同意他的观点:“我感觉,人们爱人类伟大的想法,这手是使人类非常独特的。“几乎每一个大学机器人技术部门施皮尔访问具有拟人化机器人发展。“这就是未来的样子,”他说,他听起来有点恼怒。“但通常有更好的方式。”
绝大多数使用假肢的人单方面amputees-people截肢,只影响一方的身体,他们几乎总是使用占主导地位的“肉”等微妙的任务的手拿起一个杯子。单边和双边截肢者也从他们的身体得到帮助,他们的脚,和其他对象的环境;很少有单独的任务由一个假肢。然而,常见的临床评估,以确定一个假肢的成功是基于只使用假肢,没有其他身体部位的帮助。这样的评价似乎旨在展示假肢手能做什么,而不是如何有用的实际用户的日常生活。残疾人还没有修复标准的仲裁者;我们还没有设计的核心。
Hosmer钩(左),1920年最初设计的终端设备body-powered设计,今天仍然被使用着。锤附件[右]可能是更有效的比木头里钉钉子时一个引人入胜的附件。左:约翰-普列托/《丹佛邮报》/盖蒂图片社;右:Hulton-Deutsch收集/ Corbis /盖蒂图片社
假肢在现实世界中
找出假用户生活与他们的设备,施皮尔领导了一个研究使用摄像机戴在参与者的头8人的日常行为与单边截肢或先天性肢体的差异。这项研究中,去年发表在IEEE医疗机器人技术和仿生学,包括几个品种的肌电的手以及body-powered系统,使用运动的肩膀,胸部,上臂通过电缆传输机械操作抓手的假肢。研究同时施皮尔是一个耶鲁大学的研究科学家抓住实验室,由亚伦美元。除美元外,他与研究生吉莉安科克伦紧密合作,研究合著。
看原始画面的研究中,我感到悲伤和友情匿名用户假肢。剪辑显示笨拙、失误和意外下降,甚至很有经验的假手用户都熟悉。通常,假肢只是帮助一个物体撑着身体被另一方面处理。也明显是花多少时间准备他们的肌电的接口进行额外的任务,经常花了好几秒手动或电子设备的转动手腕,排队的对象来抓住它,和工作的控制方法。挂一瓶消毒喷雾的参与者在他们“钩”的手,抹去了厨房似乎已经搞懂了一切的人。
在这项研究中,使用假肢设备平均只有19%的记录操作。一般来说,假体是受雇于大多nonprehensile行动,与其他,“完整”的手做大部分的把握。这项研究强调了那些nonelectric之间的巨大差异在使用,body-powered假肢和肌电的假肢。body-powered假用户截肢的肘部以下,近80%的假肢的使用是nongrasping movement-pushing,紧迫,拉,悬挂和稳定。对于肌电的用户来说,设备被用于把握只有40%的时间。
更能说明问题的是,body-powered用户nonelectric触手或分裂钩花更少的时间比用户执行任务更复杂的假肢设备。施皮尔和他的团队指出,流动性和速度前在家中做任务去了。他们能够使用人工手几乎瞬间,甚至经验通过电缆直接触觉反馈,推动这样的系统。研究还发现小肌之间的差异在使用single-grasp设备和豪华的肌multiarticulated multigrasp小手,只除了,用户倾向于避免挂对象从multigrasp手,似乎害怕打破他们。
“我们觉得multigrasp患者肌电的手非常初步的使用,”施皮尔说。这也难怪,因为大多数肌的双手定价在20000美元,很少通过保险,需要频繁的专业支持改变控制模式和其他设置,昂贵的和长时间的修复过程。假肢技术变得更加复杂和专有的,长期的可服务性越来越关注。理想情况下,设备应该由用户很容易就可以解决的。然而一些假初创公司抛出一个订阅模式,用户在其中继续支付维修和支持。
尽管他的研究的结论,施皮尔说绝大多数的假肢研发仍集中在精炼的把握方式昂贵,高科技的仿生手。甚至超出假肢,他说,操纵在非人灵长类动物研究和机器人学的研究绝大多数是关心抓住:“任何不把握就扔掉。”
TRS使各种body-powered假肢附件为不同的爱好和体育运动。每个附件是专门为特定的任务,他们可以很容易地替换为各种各样的活动。Fillauer TRS
抓住历史
如果我们决定,是什么让我们人类是我们的手,手与众不同的是其掌握的能力,那么只假肢蓝图是一个大多数人的手腕。然而,追求终极的五位掌握不一定合乎逻辑的下一步。事实上,历史表明,人们并不总是被完全专注于重建人类的手。
根据2001年的文章描述集合写的手:在近代早期欧洲记忆和知识在这个世纪中,关于手进化。“灵魂是喜欢手;手工具的工具,”亚里士多德写道论灵魂。他认为人性是故意拥有敏捷和适于抓握的手,因为只有我们唯一聪明的大脑可以利用——仅仅是一个器皿工具apprehensio或“抓住”世界,名副其实。
1000多年后,亚里士多德的思想共鸣艺术家和文艺复兴时期的思想家。列奥纳多·达·芬奇,手是大脑与世界的中介,和他去特殊长度的解剖和插图人手了解其主要组件。他一丝不苟的研究前臂和手的肌腱和肌肉使他得出这样的结论:“虽然人类的聪明才智使各种发明…它永远不会发现发明更美丽,更合适的或比自然更直接,因为在她的发明没有缺少,完全是多余的。”
达芬奇的插图引发一波又一波的人体解剖学的兴趣。然而,所有的好学呈现人类欧洲大师的手,手被认为比作为一个对象作为灵感被凡人复制。事实上,人们普遍认为复杂的人手证明神的设计。没有机器,宣布基督教哲学家威廉•佩利是“更多的人工,所以以上显然“屈肌的手,暗示被上帝故意设计。
执行任务的酷仿生方法,尽管它模仿有两只手,没有明显比我的方式做事,有时在我的腿和脚的帮助。
到1700年代中期,工业革命在全球,更机械的世界观开始出现,和生物和机器之间的界限开始模糊。在她2003年的文章《十八世纪湿件”,杰西卡·布伦斯坦福大学的历史学教授写道,“在1730年代和1790年代是模拟之一,在机械尝试认真崩溃动画和人工机械之间的差距。“这段时间看到假肢的设计有很大的变化。在16世纪机械假肢的拖累和铁泉,1732 body-powered假肢用滑轮系统flex轻量级的手工制作的铜。到18世纪晚期,金属被替换为皮革,羊皮纸,cork-softer材料模仿生活的东西。
20世纪初的techno-optimism带来另一个变化在假肢设计中,说狼施韦策法医病理学家的苏黎世理工学院法医学和截肢。他拥有各种各样的现代假肢手臂和必要的经验来测试它们。他指出,在解剖学上正确的假肢手已经雕刻和伪造的2000年。然而,他说,20世纪的body-powered分裂钩”更现代的”,它的设计更愿意打破人类的模具的手。
“身体的手臂的象征意义——(仍然)表达的人机象征一个1920年代的工业社会,“在他的假肢史怀哲的博客里写道,“当男人是函数作为发条齿轮在生产线或农业。“1920年代最初设计的Hosmer钩,钩内循环被只是为了把鞋和另一个拿着香烟。这些设计,广告施皮尔告诉我,是“令人难以置信的功能,功能形式。为特定目的。”
施韦策认为,需要体力劳动的减少在20世纪,高功能但不自然的假体都被一个新的高科技未来的憧憬:“仿生”手中。2006年,美国国防部高级研究计划局启动革命性修复研究计划开发下一代的假臂,与“近天然”控制。1亿美元的程序产生两个multi-articulating假肢手臂(一个用于研究,另一个成本超过50000美元)。更重要的是,它影响了其他类似的假肢,建立仿生以来军事想象——假肢的圣杯。今天,multigrasp仿生手霸权,cyborg整体性的象征。
然而,一些假开发商寻求一个不同的视野。TRS,位于科罗拉多州博尔德是为数不多的制造商activity-specific假体附件,这往往比机器人更耐用和经济上可访问的假肢。这些塑料和硅胶附件,包括一个俯卧撑粘糊糊的蘑菇形的装置,一个棘轮夹举起重物,和凹鳍游泳,帮助我体验我见过最大的功能的假肢。
这种低技术含量的活动假肢和body-powered假肢执行惊人的好,对仿生手的成本的一小部分。他们看起来不像人类,它们功能越好。根据史怀哲,body-powered假肢经常被由工程师为“神秘”或雅号“胡克船长。“未来仿生的肩膀和手肘可能产生巨大的差异在人们的生活缺失肢体的肩膀,假设这些设备可以健壮的和负担得起的。但对史怀哲和大部分用户不满意他们的肌电的假肢,假肢行业尚未提供任何从根本上更好或比body-powered假肢便宜。
我们想要的突破
仿生手寻求使残疾人”,“让我们参与世界文化双手。但更重要的是我们得到了我们想要的生活,拥有我们需要的工具,而不是让我们其他人的样子。虽然许多limb-different人使用仿生手与世界互动和表达自己,甚至是更长时间的努力完美的仿生手很少中心对我们的生活经验,在我们的生活中我们要做的。
我们已经承诺在假肢技术突破的100年了。我提醒周围的科学兴奋的人造肉,这似乎是同时喜欢一个爆炸性的转变和知识投降的迹象,政治和文化的变化是通过支持技术修复。prosthetics-doctors的世界上的人物,保险公司、工程师、修复学家,和military-playing相同的角色他们几十年来,几乎是不可能生产出真正革命性的。
同时,这比喻竞赛月球是一个任务,忘记原来的担忧:帮助残疾人获得他们想要的和使用的工具。有便宜的,访问,低技术含量的假肢,可现在,需要投资于创新,进一步降低成本、提高功能。和在美国至少有一个破碎的保险制度,需要修复。释放自己的仿生手军备竞赛可以打开更多的功能性设计的可能性,更有用的和可负担得起的,并且可能帮助我们把假肢愿望回到地球。
这篇文章发表在2022年10月的打印问题。
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