想了解一下目前最先進的假肢技術
我來說一下上肢方面吧。
上肢方面相比下肢在做的公司或者開發者要多很多,從廉價的3D列印仿生手到高端的骨植入手臂,各個層面來說發展都非常迅速。
我在這裡只討論通過生物電控制的仿生手,暫時不討論人力夾子,也不討論單純的靈巧手/robotic hand。
先說一下最有名的也是最貴的兩個商用仿生手
i-limb
i-limb是使用在手指部位的微型電機驅動的仿生手,在控制方面可以使用肌電直接控制也可以用APP控制,表面採用了類似皮膚的材質,能夠完全防水(這是其他仿生手做不到的)而且能在抓握或者手指夾持時提供很好的接觸性能。
i-limb是目前市售最貴的仿生手,但也是性能最好、使用者體驗最好的。非常精美的設計。
be bionic hand
be bionic hand採用了機械連桿拉動手指,電機在手掌內,力量比i-limb大。控制方面與i-limb基本相同。
總體來說雖然價格比i-limb低一些,但也擁有相當好的性能。
中端的仿生手我了解不是很多,尤其是國內的情況,這裡我就不亂說了。
關於廉價的仿生手,最有名的是英國的open bionics推出的可定製3D列印義肢
這個團隊曾經製作過合金裝備中的義肢和deus ex中的義肢
他們的仿生手通過直線電機拉線的方式驅動(筋驅動),手指舒張由TPU材質本身的回彈實現。
3D列印最大的好處就是外觀可定製,可以做得很漂亮,而且成本比較低。
另外這個團隊專門為小孩子們開發了合適的義肢(而且酷酷的),眾所周知各種傳統義肢都是為成人設計的,對於生長迅速的兒童來說他們是沒辦法佩戴合適的義肢的。得益於3D列印,這個問題被解決了,為他們鼓掌!
最後,著眼未來,我簡單說一下現在的實驗性義肢。
實驗室中的義肢性能要遠遠優於我上面說的那幾種義肢
這裡我主要說一下燒錢最多的一個,由DARPA發起,JHU和UW等合作研發的MPL
MPL的自由度和靈巧度完爆之前我提到的那些義肢,另外在最重要的控制方面,JHU的研究人員通過將指向手部的神經重植入到殘肢上的肌肉(TMR),成功解決了肌電信號難以識別的問題,並且在幾個月前,他們實現了基於表面電極的對穿戴者的觸覺反饋,這是史無前例的突破。在此之前,要想控制高自由度仿生手並實現觸覺反饋,穿戴者需要將電極植入體內,而神經電極是無法長期使用的,也就是說很難離開實驗室。但是現在,經過TMR的病人只需往胳膊上套上兩個myo手環就能夠控制整個假肢系統,非常了不起。
想了解更多關於義肢的內容的話可以去看一下cybathlon的比賽,今年是第一屆,在瑞士蘇黎世舉行
說了這麼多,或許你們認為現在的義肢已經能達到像科幻電影里那種水平了,但事實上差距還很大。在今年的cybathlon比賽中,唯一一個拿到滿分的義肢,是個設計巧妙的人力夾子,這個夾子打敗了其他的高端肌電義肢,拿了金牌。雖然只是個比賽,並且一些實驗室里的高端義肢沒有參賽,但確實能反映出很多東西,未來任重而道遠。
希望在2020年東京的第二屆cybathlon比賽中拿仿生手項目金牌的能是真正的智能義肢,也希望殘奧會在未來幾十年中消失。
現在假肢公司主要是德國的奧托博克,冰島的奧索,和英國的blatchford. 全球市場份額是奧托博克 43%, 奧索20%, blatchford是5%。
高性能的膝關節有 奧索的 Power knee, 目前唯一的已經商業化的動力式膝關節,價格在70萬左右。由於有動力可以輔助行走,所以能上下樓。動力式大部分還處在研究階段
其次就是電子控制被動式的,比如奧托博克的 Genium 和 C-leg, Genium 是在C-leg基礎上做的改進,價格大概是C-leg的2倍。另外還有奧索的 Reho knee 3. 但 C-leg, Genium, Reho Knee,如果殘肢長,通過鍛煉也可以上下樓。
其次就是完全被動式的關節了,比較好使用的有奧托博克的3R60, 3R106等。 還有奧索的Total knee等。
不過選擇關節還的根據自己的身體情況和經濟情況而定。
高性能的小腿關節比較出名的就是MIT的Huge Herr 教授創辦的創業公司,他們推出的BiOM比較厲害,仿生人的小腿,實現人體能量的有效利用,輔助行走。唯一的商業化的動力型小腿關節。
不太清楚這個,只了解奧索和奧托博克
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