【大纪元2017年12月29日讯】（大纪元记者晨曦编译报导）《星球大战》中卢克．天行者的仿生手即将在地球上成为现实。近日，佐治亚理工学院的科学家们发明了一种超声传感器，被截肢的人借此能够控制单个的假手指去执行精密动作，这是当前的商业假肢所无法企及的。
首个使用这种假肢的人是位音乐家，他在五年前失去了部分右臂。但现在他已经能够用假手弹钢琴，甚至还能演奏《星球大战》的主题曲。
“我们的仿生手臂由超声波信号驱动，”该项目的负责人、佐治亚理工学院音乐科技中心主任温伯格（Gil Weinberg）教授说。“通过这项最新技术，手臂能够探测到使用者想活动哪根手指，即使他没有手指。”
与温伯格合作的音乐家叫巴恩斯（Jason Barnes）。这位28岁的年轻人在2012年的一次事故中触电，医生不得不把他的右臂肘部以下部分截肢。巴恩斯失去了右手和大部分前臂，但在残肢中仍保留有控制手指的肌肉。
巴恩斯的假肢类似市场上多数的同类产品，由连接到他肌肉上的肌电图（EMG）感应器控制。通过按压手臂上的按钮，巴恩斯可以将假手切换到不同模式。每种模式有两个设计好的动作，他通过屈伸或收缩他的前臂肌肉对其进行控制。比如，屈伸能够使大拇指和食指夹紧，收缩则可以握拳。
“EMG感应器并不十分准确，”温伯格说，“虽然它们能够探测到肌肉的运动，但由于信号过于嘈杂，所以无法确定使用者想要动动哪根手指。我们曾努力尝试改进巴恩斯的EMG探测模式，但仍无法做到对单个手指的控制。”
但是，研究者们想到了超声波机器。他们与佐治亚理工学院的另两位教授展开合作，在巴恩斯的手臂上装了个超声波探头，就是医生用来观察子宫中的胎儿的那种探头。通过这个探头，他们就能观察到巴恩斯的肌肉运动模式。
“那一刻令我们感到兴奋，” 温伯格说。
当巴恩斯试图动一下假无名指时，其肌肉的运动不同于操纵其它任何手指的运动。该团队将每一种独特的肌肉运动模式都写入计算程序中，这样程序就能够迅速确认巴恩斯想要控制哪根手指。超声波信号和机器学习可以探测到每根手指的连续的、实时的动作，以及巴恩斯想要用多大的力量。
“这实在是令人非常震惊，” 巴恩斯说。“我能够用这个假手握住任何想握的东西，而且是即时的，不用转换模式或按压按钮。我从没想过我们能做到这一点。”
这是温伯格的实验室为巴恩斯做的第二个假肢了。巴恩斯喜欢鼓，所以该团队在2014年给他安装了带有两个鼓槌的假肢。他控制其中一个鼓槌，另一鼓槌则跟随音乐自行即兴演奏。
假肢让他有机会重新开始打鼓。机器鼓槌击鼓的速度能够超过世界上的任何鼓手。这一发明引起了全世界的关注，巴恩斯和温伯格的机器手在四大洲都参加过音乐会，甚至在华盛顿DC的肯尼迪中心都进行过演出。
这次成功促使温伯格向前迈进了一步，他新发明的假肢让巴恩斯又找回了曾经失去五年的手指的灵活性。
“如果这种假手臂能够演奏音乐，比如进行钢琴弹奏这种微妙而富有表现力的动作，那么这项技术就能够用于进行其它多种精细的活动，比如洗澡、梳头、吃饭等，” 温伯格说。“我同样也能预见到，拥有完整肢体的人，仅仅通过动一下自己的手指，就可以遥控机器手臂和机器手。”◇
责任编辑：朱涵儒
