美国防部研发机械手臂：助截肢老兵恢复正常生活

导读：美国国防部高等研究计划局（DARPA）一直在寻找一种修复肢体的方法。在DARPA最新的革命性肢体修复项目中，研究人员已经能够为他们安装由意识控制的假肢——就像他们身体的一部分一样。

11月14日消息，据福克斯新闻（foxnews）报道，美国军人为国家做出了许多牺牲，超过1600名军人在伊拉克和阿富汗战场上遭受失去肢体的伤痛。直到现在，依然没有什么好的办法来帮助这些伤残军人，修复手术的质量也完全无法满足这些无私奉献的军人。

美国国防部高等研究计划局（DARPA）一直在寻找一种修复肢体的方法。十多年前，军方的发明已经可以让伤残军人免于完全失去活动能力。在DARPA最新的革命性肢体修复项目中，研究人员已经能够为他们安装由意识控制的假肢——就像他们身体的一部分一样。

这些人造假肢的问世为这些国家服务人员带来了恢复正常行动的希望，未来如果他们希望的话甚至还能再次返回工作岗位。对那些失去手臂的残疾退伍军人来说，这种名为LUKE的人造手臂无疑令人激动。LUKE手臂能够将肌肉信号转变成复杂的手臂动作，从而给使用者带来像真实手臂一样的体验。

LUKE项目由美国DEKA公司开发，由DARPA提供研究资金。大约100位受伤的退伍军人在这项突破性研究中扮演着重要角色。在研发过程中，他们帮助测试了LUKE手臂并且提供了反馈信息。LUKE能够适用于各种程度的截肢，包括肩膀、臂弯以上和以下等位置的截肢。这项技术除了能够帮助那些受伤的士兵之外，还能够帮助因为疾病、创伤和癌症等情况截肢的患者。

911事件后，超过1600名美国作战人员失去了手、胳膊、脚或者腿。LUKE手臂能够让受伤的士兵准确的完成复杂动作。增强的精度、更大的力量和更好的活动幅度能够让使用者的日常活动变得更加容易。LUKE手臂能够为使用者提供活动范围更广的肩膀，手不仅能够拿取易碎物品也能够拿起重物，手腕也变得更加灵活，肘部也更加强壮。借助这种先进的假体，使用者将拥有足够的力量从后备箱里拿出沉重的包裹，然后将其带到家中并且抬到一个高台上。

由于LUKE极高的准确度，使用者能够完成那些对灵敏度和接触力量有要求的任务，比如说从冰箱里拿鸡蛋并且打到锅中来做煎蛋，在拿取鸡蛋的过程中并不会打破它。LUKE手臂也能够完成其它的工作，比如说在早晨倒一杯橘子汁并举起杯子，而且不会洒出来。更广的活动范围意味着使用者能够够到背后或者高度超过头顶的高层货架上的物品。

中央控制中心接收信号，肌动电流电极能够从使用者的肌肉那里探测到电流。模式识别技术随后对神经信号进行破译，并且将它们转变成有意识的手臂运动。这个思路并不新鲜，但这个项目的突破之处在于这项技术能够将神经信号传递给LUKE手臂，让使用者获得更佳的操控力、力量和活动。这种设计将多个马达组合到一起，这对于LUKE手臂的使用来说至关重要。

为了能够操控LUKE肢体，使用者可以选择许多不同的操控方法。表面肌电电极和压力开关就是一种选择。另外一种选择是脚踏操控设备，这种设备通常穿戴在鞋子的上面。最早两位退伍老兵选择的就是这种操控方式。IMU（惯性测量单位）脚踏控制能够让使用者直观操控LUKE手臂的动作。

LUKE手臂也设计了许多抓取模式，使用者可以根据所需要的动作提前开启或者关闭。它的设计也能够应对一些现实中的状况，比如说天气和地势等。LUKE手臂能够穿到外面，而且能够在小雨等环境中正常使用。

此外，新一代拆弹机器人也在LUKE项目中得到极大的提升。这些使用LUKE手臂的机器人能够更好的完成它们的工作。随着拆弹机器人更擅长于消除危险的爆炸威胁，这意味着人类不需要再以受伤的代价来完成这些任务。这项技术不仅能够帮助我们拯救士兵生命，而且也能够防止他们遭受受伤和截肢的痛苦。