當(dāng)然了,這項技術(shù)的難度也非常高的。而且這還不只是一項技術(shù),它涉及到了很多領(lǐng)域,從信息控制系統(tǒng),到硬件系統(tǒng),再到整個電傳控制系統(tǒng),非常的復(fù)雜。
而其中最難得或者說最為核心的一個是電傳控制系統(tǒng),另一個則就是信息控制系統(tǒng)。
簡單來說就是將人手臂運動的數(shù)據(jù)同步傳輸?shù)綑C(jī)械臂上面,這樣人就可以如同使用手臂一樣來靈活操控機(jī)械臂了。
原理很簡單,但實際技術(shù)上卻很復(fù)雜。首先是對于人體手臂運動信息采集方面的技術(shù),這項技術(shù)要求穿戴在身體上面的傳感器能夠準(zhǔn)確的捕捉這項手臂的運動信號。
而關(guān)于這方面,目前總共有三種主流的解決方案。
第一種是采用腦電波控制方案,也就是近來大火的腦機(jī)控制技術(shù),實際上也就是利用思維想象所產(chǎn)生的腦電波來控制相關(guān)機(jī)械手的運動。
我們?nèi)嗽谙胂笠患虑榛蛘哒f一個畫面一個物體的時候,所釋放出來的腦電波是不相同的。而腦機(jī)控制技術(shù),就是利用我們?nèi)诉@些不同的腦電波來對設(shè)備進(jìn)行控制。
比如你大腦想象一個向前運動的想法后,大腦會釋放這樣一種腦電波。腦機(jī)系統(tǒng)會識別這種腦電波然后轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號指令,來控制設(shè)備進(jìn)行向前運動。
目前這項技術(shù)已經(jīng)運用到一些領(lǐng)域,其中就有為高位截癱患者所打造的這種腦機(jī)控制輪椅。患者可以通過大腦控制輪椅進(jìn)行運動停止等等。
還有就是利用這種腦機(jī)控制技術(shù),來進(jìn)行文字的相關(guān)輸入。據(jù)稱輸入速度能達(dá)到每分鐘70個字,可以說十分的迅速。
目前一些科技企業(yè)則就是想利用這方面的腦機(jī)控制技術(shù)來研制相關(guān)的仿生機(jī)械臂義肢,使得那些身患?xì)埣驳娜艘材芾眠@種仿生機(jī)械義肢獲得相應(yīng)的運動操作能力。
雖然這方面的進(jìn)度比較緩慢,但還是有不少企業(yè)已經(jīng)研發(fā)出來了相關(guān)仿生機(jī)械義肢的雛形了。盡管這距離實用還有很長的路要走,但最重要的一步已經(jīng)邁開了,今后只需要不斷的發(fā)展進(jìn)步就可以了。
第二種解決方案呢,則是運用傳感器記錄肢體運動軌跡來進(jìn)行操作控制。
我們每個人肢體,例如手臂手指運動在三維立體空間中都是有軌跡位移的。而這一種解決方案則是利用穿戴在手上的相關(guān)傳感器來記錄這些軌跡位移動作,然后同步到機(jī)械臂上,實現(xiàn)機(jī)械臂和人手臂同步運動。
而第三種技術(shù)呢,是一種利用肌電信號來實時控制機(jī)械手的運動的仿生控制技術(shù)。
采集人體上肢在垂直面上做屈伸運動時的肌肉的肌電信號及關(guān)節(jié)角度信號,將經(jīng)過處理的肌電信號和時間信號輸入到一個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測器來預(yù)測關(guān)節(jié)角度。
將預(yù)測的關(guān)節(jié)角度作為虛擬機(jī)械手的控制信號,控制機(jī)械手做與人相同的運動。
試驗結(jié)果顯示,機(jī)械手的運動軌跡與人的上肢肘關(guān)節(jié)角軌跡的最大均方差小于2,且具有很強(qiáng)的相關(guān)性,實現(xiàn)了肌電信號控制機(jī)械手的運動。
只不過這項技術(shù)目前還是不夠成熟,其主要的問題是對于這些機(jī)電信號的捕捉不夠精準(zhǔn),而且很容易受到人體生物電和表面靜電的干擾。
所以目前使用最多,也是最好解決方案的就算第二套解決方案。事實上,關(guān)于這一套解決方案所提到的相關(guān)技術(shù)的研究,一直都屬于浩宇科技重點科研項目。
因為這項技術(shù)不僅關(guān)乎到他們的相關(guān)仿生同步機(jī)械臂的研發(fā)進(jìn)展,也關(guān)系著他們馬上要發(fā)布的眼鏡的發(fā)售。所以關(guān)于這項技術(shù)的研發(fā)很早就開始,并且目前也已經(jīng)有了不錯的成果。
在前面我們有提到關(guān)于眼鏡人機(jī)交互的幾種方式,除了目前大家所使用的控制手柄外,而這種遍布傳感器的穿戴式手套也成為很多廠商研究的重點領(lǐng)域。
有了這款可穿戴式控制手套,眼鏡用戶就可以實現(xiàn)很多功能的控制。甚至可以體驗用手去抓取面前的物體,或者是撫摸面前的物體等等,體驗之前一些交互設(shè)備無法體驗的功能感受。
而自動化機(jī)械技術(shù)研究實驗室樣團(tuán)隊則就是想利用這套已經(jīng)初步研發(fā)成功的技術(shù)成果,來控制機(jī)械臂。
其實兩者原理基本一樣,只不過用于眼睛設(shè)備上面的穿戴式手套是控制虛擬世界里面的虛擬肢體的。而在自動化機(jī)械技術(shù)研究實驗室這邊,則是運用這種可穿戴式手套來控制真實的機(jī)械手的。
只不過,這種現(xiàn)實操控機(jī)械手的技術(shù)難度遠(yuǎn)比在虛擬世界中操控虛擬機(jī)械手的難度要高的多。
操控虛擬設(shè)備,相關(guān)的問題都可以利用程序進(jìn)行修正補(bǔ)償。可是操控現(xiàn)實真正的機(jī)械手,這些全部都需要硬件和軟件的相互協(xié)同。
別的不說,就說這支機(jī)械手上面復(fù)雜的零部件,眾多傳感器,以及一些相關(guān)的指令集程序組等等,以及這些復(fù)雜設(shè)備之間的協(xié)調(diào)和統(tǒng)一,這就不是隨隨便便就能夠研發(fā)出來的。
再一個,這是一個復(fù)雜的系統(tǒng)性工程項目,所涉及的學(xué)科領(lǐng)域十分廣泛。雖然吳浩他們現(xiàn)在的科研力量在不斷加強(qiáng),但他們的優(yōu)勢還是在信息技術(shù)方面,在硬件技術(shù)尤其是基礎(chǔ)技術(shù)方面還是比較薄弱的。
而這就給整個研發(fā)團(tuán)隊帶來了很多意想不到的困難,這其中有一些是可以用錢來解決的,但有一些是連用錢都沒法解決的。
所以在整個項目研發(fā)過程中,吳浩也一直在密切關(guān)注著,并親自投入到了相關(guān)的研發(fā)之中,幫助研發(fā)團(tuán)隊解決了不少棘手問題。
還有一些也就只能和研發(fā)團(tuán)隊成員們一起想辦法了,像是一些材料和零部件方面的問題。他們只能是一方面自己想辦法,另一方面則是向一些其它相關(guān)設(shè)備和零部件供應(yīng)商求助。
甚至在一些材料和重要承重和承壓部件方面,他也向相關(guān)的軍工企業(yè)求助,希望他們能夠為他專門制造這方面的定制部件。
還好,有他這個編外專家的身份在,所以沒什么太大的問題。而且這種定制部件的價格比較高,這些企業(yè)也樂于接這些的私單。
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