陳根：「漢斯」會成為人類的另一雙手嗎？

文/陳根

人類與機械的結合作為人們一直以來遙遠的想像，頻繁出現在科幻電影中，而隨著科技的迭代與進步，越來越多的新興科技產品已經走進人們的生活並且改變著人們的生活。

用具有同等能力和效力的人工裝置取代人手是一項長期的挑戰。即使是最先進的手部假體，也不能達到人類手的複雜性、靈巧性和適應性，它們的活動自由度由殘肢殘餘肌肉的電信號控制。由於實施的效果不佳，機械假肢的放棄率仍然很高。

近日，來自義大利理工學院和義大利國家工傷保險研究所 INAIL 假肢中心的科學家們報告了一種叫做漢斯的假手——漢斯包含了關鍵的仿生特性，使得這個假手與人類的手非常相似，甚至能夠恢復90%以上的上肢截肢患者的功能。這項研究發表在《科學機器人學》上。

具體來說，漢斯是一種擬人化、多關節的上肢假肢系統，包括手和手腕，其主要特點是柔軟性和動態適應物體形狀的能力。它與人類的手有著獨特的相似之處，並且直接與患者一起開發，具有的立即實用價值。

漢斯主要由三塊物理部件組成：一個擬人的肌電多關節假手，採用基於差動機構的欠驅動結構（欠驅動結構是輸入量少於控制量的典型系統）；被動屈伸手腕模塊；肌電接口 / 控制器，包括兩個表面肌電傳感器、電池組和控制電子元件。

三塊組成部分互相作用，在靜止狀態下，漢尼斯的手指也能自然彎曲和定位，特別是拇指能在三個位置上，進行各種不同的抓握方式，如用於拾取小物件的精細抓握，用於抓取薄物的橫向抓握，以及抓取重物類的動力抓握。整體抓握效率較高，手腕還可實現內旋和後仰，類似於擰鑰匙的轉動運動，此外還能實現不同方向上抓握。

漢斯和人手的最大差異主要在中指，差值為 4.8%。而除遠端指間關節外，漢尼斯的所有手指自由度均已實現。此外，漢斯重量為 450 克左右，尺寸和成年人手掌平均大小相當，有分別適用於「左撇子」和「右撇子」的款式，男女皆可使用。

為了評估漢斯的有效性和可用性，研究人員對截肢患者進行了初步試驗，結果顯示，經過不到一周的訓練期，患者已可以自主地使用漢斯進行日常生活的活動。顯然，漢斯與現有研究和其他商業設備相比性能有所改善，這可視為殘疾患者的一大福音，但在具體商業化前，仍需更多研究。