魚羊 蕭簫 發自 凹非寺

量子位 報道 | 公眾號 QbitAI

這只硬核機械手火了。

能穩穩抓握，也能伸張自如：

是不是有點金剛狼內味了？

更令網友們驚嘆的是，這樣一只機械手，是一位失去左手四指的機械工程師Ian Davis獨立打造的。

這不禁讓網友在直呼賽博朋克之余，想起了《鋼之煉金術師》中的主角愛德華·艾爾利克——原作中為救自己的弟弟失去右臂，后女主替他制作機械假肢。

△ 愛德華·艾爾利克

事實上，Ian Davis制作機械臂的初衷，多少與愛德華的經歷有點相似，這個機械臂，是他為自己失去四根手指的左手制作的假肢。

作為一名機械工程師，自失去手指后，他開始自行研發各種更易于操控的機械臂。

下圖是Ian Davis制作的、舊版機械臂的抓握效果，非常驚人。

△ Ian Davis此前制作的一款機械臂，可以抓扁可樂罐

看起來如此酷炫的機械手，究竟是如何代替正常手指運轉操控的呢？

一只手，從零打造硬核機械手

這只硬核機械手，是純機械結構。

機械手指靠連桿和鋼索帶動。從演示視頻中可以看出，目前能夠實現的抓握和張開手指的操作，是依靠手掌和手腕的動作來實現的。

手腕內扣，手指收攏；反之，手指張開。

手腕橫向運動，裝有萬向節的機械手指就能夠伸展開。

另外，手指的狀態是可以鎖定的。在結構上，Davis采用了帶有離合器軸承的鏈輪鎖定裝置。

可以看到，拉動鏈條，由于離合器承軸位于鏈輪內側，手指就會被固定住。

整個機械手的控制，由Arduino來驅動，Davis還設置了專門的圖形操作界面。

不錯，系統可以連接wifi，并配備有藍牙模塊，這樣就可以接入各種手工工具，比如磨床等。

而在設置模塊中，無需連接電腦，使用者就可以對各種閾值進行調整。

如果某一天出汗較多，就可以調高電導率的閾值，使汗液不影響對機械臂的控制。

并且，這套設備中也配備了陀螺儀，因此調節以上設置的操作都可以通過手腕的動作來實現。

不過，Davis的機械手目前仍有許多需要改進的地方。比如四個手指只能同放同收，并不能單獨活動。

因此，Davis在接下來的幾周內，計劃在機械手指關節處加裝電子裝置，控制離合器軸承的接合和脫離，這樣他就可以單獨鎖定和解鎖單根手指。

而所有的工作，都是在Davis失去左手四指之后，靠著僅有的完整右手一步一步從零打磨完成的。

網友感嘆，無法想象這個機械臂制作的背后要花費多少時間和精力。

想象一下，這么酷炫的作品背后要花多少時間和精力，而且，機械臂發出的聲音實在令人滿意。

更多網友送上了自己的祝福：

這太酷了。我想說的是，我對于你失去的手指感到難過，但你真的做出了一個非常酷的手！

「如果設計能被延續」

在這般精密專業的機械臂背后，Ian Davis本人的生活并沒有想象中耀眼。

命運總是開過分的玩笑。

兩年前，Ian Davis得知自己患有多發性骨髓瘤，一種由漿細胞引起的癌癥，這種病癥會導致骨痛、骨質破壞與貧血，嚴重可致腎功能衰竭與癱瘓。

而就在不久后，一次工作事故致使他左手骨折。

醫生給出的答復是，只能截指，否則難保生命。

但這對于一個機械工程師而言，無異于致命打擊。

與此同時，保險公司也不留情面，他們告訴Ian Davis，除非連手掌都在事故中被截肢，否則不予支付安裝假肢的費用。

掙扎了一段時間后，Ian Davis決心給自己做假肢，用他僅有的一只右手。

在制造出這次更精密的機械手臂之前，他也曾嘗試過不同材料結構的機械臂，下圖中左側的機械臂就是他之前用舊的機械臂，這些機械臂的架構無一例外都很逼真。

△ 新舊機械臂對比

這次的機械臂是他在前幾任機械臂的基礎上進行改進的結果，不僅手指張開的效果有了非常大的提升，而且抓握的靈敏度更好。

自事故以來，Ian Davis坦言自己的世界正在變得越來越小：「大部分時間里，我都是在辦公室修改和制造新的機械臂原型。」

曾有網友表示，這樣的設計沒能流行起來真是一種遺憾。

但目前來看，Ian Davis已經開始尋求更進一步的應用，希望能與一些高校的生物醫學工程系進行合作，為其他截肢者提供一點幫助。

他認為，自己依舊是幸運者。

相比于他來說，還有更多經歷與他相似的、在各種事故中失去手指和手臂的截肢者，這些人卻無法像他一樣，能為自己做機械臂。

「我覺得，最美好的事情，是我看見自己的設計能在身邊的人身上得到延續。」

機械假肢相關研究

其實，用機械來彌補四肢殘缺帶來的不便，一直以來都是相關領域研究人員的愿景。

此前，一項來自英國帝國理工學院的研究表明，通過新型傳感器和機器學習技術，機械假肢能夠探測到使用者的脊髓運動神經元發出的電信號，用「意念」控制假肢。

這樣一來，患者就可以通過假肢實現更精細、更復雜的操作。

不過，使用這套系統需要先進行外科手術，將與手和手臂運動有關的部分周圍神經系統，重新導向健康的肌肉。

這項研究發表在了《自然·生物醫學工程》上。

中科院深圳先進技術研究院，同樣開展了此類研究。

研究員李光林及其團隊研發的多功能仿生假肢，能通過肌電信號（EMG）解碼識別出人的運動意圖，使「意念」控制假肢運動成為可能。

并且，相比于同類型假肢20-25萬元人民幣的售價，這款采用3D打印技術的假肢預計售價在3-5萬元人民幣。

如果這樣的前沿研究能夠順利完成臨床試驗，并推向市場，對于殘障人士而言，無疑將給生活帶來新的可能。

參考鏈接：

https://nerdist.com/article/intricate-mechanical-hand-prosthetic-is-cyberpunk-af/

https://gizmodo.com/amputee-builds-a-set-of-incredibly-articulate-prostheti-1844281443

https://www.youtube.com/channel/UCv1xxFkEiAdCVy6foEEUIvw

— 完 —

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原標題：《這只機械手太硬核！失去手指的機械工程師獨立打造，網友：賽博朋克，太酷了》

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