本周发表在《科学机器人学》(Science Robotics)杂志上的一项研究报告称，一种新的3d打印假肢手可以了解佩戴者的运动模式，以帮助截肢患者完成日常任务。
由于疾病或意外而失去一条肢体，会对截肢者造成精神和身体上的挑战，损害他们的生活质量。义肢可能很有用，但通常很贵，而且很难使用。日本广岛大学生物系统工程实验室日前研发出一种新型3d打印假肢手，该假肢手配有电脑接口，这是他们最便宜、最轻的模型，比以前更能反映运动意图。他们的前几代假肢手都是用金属制成的，重量很大，制作成本也很高。
广岛大学工程研究生院的Toshio Tsuji教授用“石头、布、剪刀”游戏描述了这种新型手和电脑界面的机制。佩戴者想象一个手部动作，比如用拳头代替石头，或者用剪刀代替和平手势，与手相连的电脑结合之前学习过的所有5个手指的动作来做出这个动作。
“病人只考虑手的运动，然后机器人就会自动移动。机器人就像他身体的一部分。你可以随心所欲地控制机器人。我们将把人体和机器结合起来，就像一个活的身体。”
假肢内的电极通过皮肤测量来自神经的电信号，就像心电图测量心率一样。信号被发送到计算机，计算机只需要5毫秒就可以决定它应该做什么动作。然后电脑将电信号发送到手上的马达。
这个神经网络(被称为“控制界面”)可以让电脑“学习”，它被训练来识别5根手指的动作，然后把它们组合成不同的模式，把剪刀变成石头，拿起一个水瓶，或者控制用来握手的力量。
“这是这个项目的显著特点之一。机器可以学习简单的基本动作，然后结合起来，产生复杂的动作，”Tsuji说。
广岛大学生物系统工程实验室(Hiroshima University Biological Systems Engineering Lab)在神户兵库县辅助技术研究所(Hyogo Institute of Assistive Technology, Kobe)的机器人康复中心(Robot Rehabilitation Center)对这些设备进行了测试。研究人员还与Kinki Gishi公司合作，为截肢患者的手臂开发了插座。
这项研究招募了7名参与者，其中包括一名已经戴了17年假肢的截肢者。参与者被要求用模拟日常生活的手完成各种各样的任务，比如捡小物品，或者握紧拳头。在这项研究中，单次简单运动的假肢手运动的准确性超过95%，而复杂的、未习得的运动的准确性为93%。
然而，这只手并不适合所有佩戴者。长时间使用手对佩戴者来说是一种负担，因为他们必须专注于手的位置来维持手的位置，这会导致肌肉疲劳。该团队正计划制定一项训练计划，以最大限度地利用这只手，并希望它能成为义肢市场上一种价格合理的替代品。