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罗切斯特理工大学

工科生通过钓鱼习得更好的假肢技术

制作一个机器人鱼意味着学习及研究真正的鱼类时如何移动的。

这是Kathleen Lamkin-Kennard给她的工科学生的一项任务,虽然学生们向她投去了疑惑的眼神,但这是通向设计出一个像真鱼一样游动的机器人生物的第一步。

“我一直在寻找一个有趣的毕业设计项目。学生们喜欢制作东西,那些柔软、有弹性的肌肉执行器(人造肌肉)也很轻,使这个项目成为了一个有趣的设计挑战,” 机械工程副教授Lamkin-Kennard说。

虽然听起来异想天开,但是让如今开发出来的灵活肌肉可以成为明日人类更好的辅助技术的一部分的想法却是认真的。

Lamkin-Kennard的学生目前正在学习理解动作并通过技术复制它,这可能意味着对于那些以前可能没有这种选择的人们来说有了移动的可能性。

Lamkin-Kennard的工作建立在她在工业中的经验基础之上,当时她帮助开发了一种高保真的机器人患者模拟器设备。她利用这种经验创造了非传统的毕业设计项目,从机械手开始,以响应对假肢和可穿戴技术日渐增加的兴趣。

早期的科研工作证明了软肌肉执行器可以用于不同类型的运动。如今新的项目已经演变成了能走路、跳跃和游泳的机器人系统。

“从大自然中汲取灵感在机器人领域有很大的推动力。在自然界和动物体内有一些非常有效的设计,它们实在是非常壮观。那么我们怎么能把它们运用起来呢?”Lamkin-Kennard说,她的机器人动物品种现在包括一只蚂蚁、水獭、鳟鱼样鱼和多腿蟹 - 所有这些都是用柔性执行器和传感器技术制造的。

每个项目都要求学生扩展从陆地移动到水下运动的能力,从增加设计中包含的传感器数量到确保机械系统防水。

“我们制造了这些机器人生物。但对我而言,真正的最终目标则是 - 我们如何才能调整适应这一目标?”一直在持续调整这项工作的Lamkin-Kennard说。她目前正在与RIT的辅助技术团队的同行合作,扩展外骨骼和手术机器人的技术并使用更新的、弹性的弹性体材料,能够保持电荷。使用该电荷,材料便能收缩,类似于人体肌肉在接收到来自大脑的电脉冲后所做的方式。

如果可以使用这种技术构建更多的辅助设备会如何?

“这就是我们期待看到的长远发展,”她说。

机械工程副教授凯瑟琳·拉姆金 - 肯纳德(Kathleen Lamkin-Kennard)和她的学生们受到大自然的启发,可以构建可融入可穿戴设备的机器人技术。