美國19歲少年發明用腦電波控制的機械手臂

2021-01-09 中關村在線

  


  3D列印技術不僅給製造業帶來了革命性的效率提升,也給很多愛好發明的極客們提供了創造新產品的可能。一位來自美國科羅拉多州的19歲少年Easton LaChappelle,就利用3D列印技術開發出了一種神奇的裝置——腦電波控制機械手臂 Anthromod,幫助殘障人士完成最基本動作。

  其實3D列印的機械手臂不足為奇,但是從純機械式假肢的到腦電波意念控制的機械手臂,這種在技術層面的創新在該領域還是第一次。憑藉這項發明,Easton 不僅獲得了國際科學工程大賽的二等獎!更是收到了 NASA 的offer!被美國總統歐巴馬約見!

  凡是創造偉大事物的人,似乎都擁有一段不平凡的少年經歷,額。。。想想 Easton 1997年出生,今年不過才19歲,他開始這項研究或者說對這類技術感興趣是在14歲的時候。起初,Easton 和其他小孩紙一樣,對世界懷著滿滿的好奇心,只是因為覺得機械手臂很酷,所以單純的也想造一個。

  需要注意,這時的他還沒有讀高中,完全沒有任何關於機械、編程等方面的專業知識,只有滿滿的一腔熱血啊。。。正是在這樣的初衷和背景下,他開始了這項不可能完成的任務。在經歷過無數次方案的失敗之後,第一代遙控的機械手臂在Easton的車庫裡面誕生了。

  雖然從功能來講,第一代機械手臂已經可以稱為一個實驗版本,但現在看起來還是非常簡陋的。比如「手」的部分是用樂高積木搭的,手指的材料是用的用釣魚線和手術軟管,還好可以完成一些輕量化的動作啦!

  這個機械手臂讓Easton獲得了2011年科羅拉多州科學展第三名,對毫無專業背景的他來說無疑是巨大的鼓舞!緊接著,Easton開始了漫長的改進之路,第二代機械手臂已經實現了大部分零件來自於3D列印,其他部位也都找到了相對較好的解決方案。

  比如為了控制機械手臂,Easton 將一隻80年代的任天堂遊戲手套改裝成手臂控制器,之後又成功黑入 mindflex 的遊戲控制器,這是用腦電波實現開關機械臂的關鍵一步。

  後來 Easton 在科羅拉多科技博覽會上,遇到了生來沒有手臂的7歲女孩珍妮。並從其父母口中得知:這套植入珍妮脊髓的義肢花費了8萬美金,隨著女孩的成長,義手也需要不斷的替換,這對女孩的家庭是一項沉重的經濟負擔。

  小女孩的事情徹底影響了17歲的Easton,他開始這項發明的目的就是造福殘障人士,讓他們以更低廉的價格享受這項技術給生活帶來的改善,這給了Easton前所未有的使命感。

  接下來的5年時間裡,Easton又做了無數次試驗,解決了諸多專家眼中的世界級難題,將Anthromod機械手臂改進到了第四代。重點是,Easton將其製造成本控制在了大約500美元,大部分零件可3D列印得到!

  據悉,Anthromod機械手臂的運行方式有點像肌肉傳感器,能夠讀取大腦的大約10個信道,信道被轉化成軟體可讀取的數據,通過跟蹤分析不同腦電波代表再將其轉化成某一特定動作。

  Easton在網上共享了自己的程序代碼,任何感興趣的人都能通過網絡下載,通過3D列印的手臂和傳感裝置,便於人們在此基礎上進行修改或者繼續研發。「讓每個殘障人士都可以使用意念控制自己的手臂」,這是Easton的夢想!

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