新型仿生手的动力来自何方？

　　美国纳什维尔范德堡大学的仿生学专家迈克尔·戈德法尔布说：“我们的设计没有超人的力量或性能，但是从某些方面来说，它比以前的假肢(自己提供动力)更接近于人类手臂的功能，可举起与自然臂举起一样重的重物。它的动力大约是其他仿生手的10倍。”

　　传统仿生手由电池和电动机驱动。对此，戈德法尔布表示：“电池的电量对目前的假肢来说足够了，因为目前的假肢的功能非常有限，人们并不会用它们做太多的事情。但假肢的功能越多，人们利用它的次数也越多，它消耗的能量也就越多。”可是，电池的重量是个问题，需要消耗的能量越多，电池就需要制作的越大，但太大了携带肯定不方便。为此戈德法尔布和他的同事开始寻找其他的提供能量的方法，最终确定使用火箭动力。

　　新型仿生手的基本设计与航天火箭系统相似？

　　新型仿生手的基本设计与火箭系统(帮助航天飞机和人造卫星在轨操作)很相似。它使用了一个铅笔大小的微型火箭。这个火箭利用涂有一层铱金属的颗粒状氧化铝作为催化剂，燃烧加压的过氧化氢液体，产生纯净的蒸汽，促使活塞上下运动。你可能认为这种装置的噪音一定很大。戈德法尔布说：“它比我以前认为的噪音更小。你在一间人们正在轻声说话的房间内都听不到它发出的声音。你必须在非常安静的环境下才能听到它操作时发出的噪声。”

　　蒸汽通过像皮肤一样的多孔覆盖物排出来，并像正常情况下排出的汗液一样蒸发掉。戈德法尔布说：“排出的蒸汽量就像一个人在热天时，胳膊排出的汗液量。”

　　新型仿生手怎么保护假肢使用者不被蒸汽烫伤？

　　人们关心的重要问题是如何保护假肢使用者和靠近假肢的人不被温度高达450华氏度(232摄氏度)的热蒸汽烫伤？对此，研究人员说，这种仿生手温度最高的部位用特殊的绝缘材料包裹起来，让它们在触摸时更加安全。一个小型密封的过氧化氢罐安装在上臂内，它足够为假肢提供可维持18小时正常运动的能量。

　　新型仿生手比传统假肢更灵活？

　　研究人员在6月底研究出这个最新假肢模型。进一步的研究将让这个4磅重的仿生手变得更轻和更加坚固耐用。与目前市场上的其他假肢相比，这种用火箭提供动力的仿生手还具有更高的灵活性和自由度。传统的假肢只有两个关节，分别处于肘部和“手掌”部位。这种新型仿生手原型的功能比以前的假肢更自然，拥有可以旋转、弯曲的手腕以及可以自主张开、合拢的手指。

　　到目前为止，这项工作一直由美国国防高级研究计划局(DARPA)资助，该机构的目标是研发出更优良的假肢。防弹衣和战场医术的提高已经减少了冲突中的大量人员伤亡，但是截肢人员的数量明显增加，这种情况在参与伊拉克战争的老兵中非常普遍。国防高级研究计划局的目标是，在两年内研发出一种先进的、可大范围推广的假肢。

　　■新闻缘起

　　据美国生活科学网报道，美国纳什维尔范德堡大学的科学家最近开发出了一种新型仿生手，依靠新型火箭提供动力，能举起大约20到25磅的重物，比现在市场上出现的假肢的载荷高出3到4倍，并且速度也比目前的假肢快3到4倍。

　　传统仿生手由电池和电动机驱动。但假肢的功能越多，人们利用电池的次数也越多，它消耗的能量也就越多。这样，电池的重量是个问题，需要消耗的能量越多，电池就需要制作的越大，但太大了携带肯定不方便。为此仿生学专家开始寻找其他的提供能量的方法，最终确定使用火箭动力。

　　（据2007年9月5日新浪网）

　　■相关新闻

　　320万美元装高科技仿生臂伤残女兵变身机械战警

　　美国前海军陆战队女兵克劳迪娅·米切尔两年前在一次车祸中失去左臂，此后，像剥香蕉皮这等小事都成为不可完成的任务。

　　如今，米切尔装上最先进的仿生臂，看上去有点像电影中的机械战警，虽然有点笨拙，但已经可以独立剥香蕉皮、切牛排或者叠衣服，而且完成这些动作，她只需动动脑。

　　米切尔在一场新闻发布会上展示了她的新左臂———价值约320万美元的仿生臂。她可以弯曲手腕、移动拇指、握起拳头，这些动作都是通过意识控制完成。

　　前一天晚上，米切尔自己切了牛排。这是发生车祸两年多来，她首次以正常的方式吃饭。她说：“这对我是件壮举。”

　　科学家开发高技术前假肢的道路曲折艰难。通常，病人最终放弃使用高技术产品，重新装上简单假肢，只保持美观，但几乎没有功能。

　　不过，科学家依然希望能开发出由大脑控制的假肢，并且运转近乎正常。作为最初的6名尝试者之一，米切尔装上了美国芝加哥康复学院开发的最新型仿生臂。

　　研究人员利用了大脑向肢体发出的决定信号。芝加哥西北纪念医院整形外科为米切尔做了手术，移动了5条原先控制她左臂的神经，把神经末梢安置在她的胸部。当米切尔决定移动胳膊时，这些神经立即工作，引导仿生臂中的微电脑控制仿生臂做动作，之后有信号从仿生臂手指端反馈神经，这样米切尔就可以感觉到压力、冷热甚至锋利的刀口。

　　目前仿生臂还是有些粗糙，重5公斤，一个电机伸出肩外，一些导线和机械部件裸露在外。不过，米切尔对此有更积极的看法：“这只胳膊让我回到一种更加有意义和积极的生活，这在以前无法想像。我现在高兴、自信和独立。”（据《羊城晚报》）

　　新型仿生手依靠思维控制

　　据报道，由苏格兰国民医疗服务体系(NHS)的一位工作人员发明的一款高性能仿生手日前已经投放市场。

　　这款仿生手的大拇指和其它几个手指可以像人的手一样转动和抓握，并通过患者的思维和肌肉来控制。它由大卫·高发明，这一技术已经在无数人身上试验过，包括在伊拉克战争中失去手臂的美国士兵。英国国民医疗服务体系洛锡安区康复技术服务主管高先生称：“它是第一款投放市场的真正拥有可弯曲的手指就像你自己的手一样的仿生假手。”

　　来自基马诺克(Kilmarnock)的唐纳德·麦克基洛普是2006年第一批安装这款仿生手的病人之一，在过去的数月里他一直在试验这款新的仿生手。这位已退休的焊接工在差不多30年前的一次劳动事故中失去了右手。从那以后，他曾试过一系列的假手，但没有一款接近最新的这款。他说：“最重要的是它的手指可以转动，这是真正与众不同的地方。这款假手确实让我感觉就像我失去的右手又复原了一样，现在我可以戴着它很自然地捡起各种各样的东西。它让日常活动变得更轻松。我想，如果你给某人装上这款假手用一个月，然后再给他们装上以前用的假手，他们会很失望。”

　　来自德克萨斯州的胡安·阿勒顿多在2004年的伊拉克战争中失去了自己的手臂，他也装上了这款仿生假手。他说：“每天我都用那只假手，它让我大吃一惊。现在，我能捡起一个塑料杯，不会压碎它。用另外一只手，我将必须全神贯注于我在杯子上施加的力度。”

　　这款假手在斯特拉思克莱德大学的全国弥补术中心进行了测试。在爱丁堡阿斯特里-阿因斯利医院(AstleyAinsleyHospital)的一家新的艺术级中心工作的高先生希望，这款仿生手能够在两到五年内应用到公共医疗卫生服务上。（据新浪网）

作者：杨孝文 文章来源：科技日报