並非夢想 截肢者能用假手彈鋼琴
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喬治亞理工學院的科學家們發明了一種超聲傳感器，讓被截肢的人能夠控制單個的假手指
去執行精密動作。（Georgia Tech）
【大紀元2017年12月29日訊】（大紀元記者晨曦編譯報導）《星際大戰》中路克．天行者
的仿生手即將在地球上成為現實。近日，喬治亞理工學院的科學家們發明了一種超聲傳感
器，被截肢的人藉此能夠控制單個的假手指去執行精密動作，這是當前的商業假肢所無法
企及的。
首個使用這種假肢的人是位音樂家，他在五年前失去了部份右臂。但現在他已經能夠用假
手彈鋼琴，甚至還能演奏《星際大戰》的主題曲。
「我們的仿生手臂由超聲波訊號驅動，」該項目的負責人、喬治亞理工學院音樂科技中心
主任溫伯格（Gil Weinberg）教授說。「通過這項最新技術，手臂能夠探測到使用者想活
動哪根手指，即使他沒有手指。」
與溫伯格合作的音樂家叫巴恩斯（Jason Barnes）。這位28歲的年輕人在2012年的一次事
故中觸電，醫生不得不把他的右臂肘部以下部份截肢。巴恩斯失去了右手和大部份前臂，
但在殘肢中仍保留有控制手指的肌肉。
巴恩斯的假肢類似市場上多數的同類產品，由連接到他肌肉上的肌電圖（EMG）感應器控
制。通過按壓手臂上的按鈕，巴恩斯可以將假手切換到不同模式。每種模式有兩個設計好
的動作，他通過屈伸或收縮他的前臂肌肉對其進行控制。比如，屈伸能夠使大拇指和食指
夾緊，收縮則可以握拳。
「EMG感應器並不十分準確，」溫伯格說，「雖然它們能夠探測到肌肉的運動，但由於信
號過於嘈雜，所以無法確定使用者想要動動哪根手指。我們曾努力嚐試改進巴恩斯的EMG
探測模式，但仍無法做到對單個手指的控制。」
但是，研究者們想到了超聲波機器。他們與喬治亞理工學院的另兩位教授展開合作，在巴
恩斯的手臂上裝了個超聲波探頭，就是醫生用來觀察子宮中的胎兒的那種探頭。通過這個
探頭，他們就能觀察到巴恩斯的肌肉運動模式。
「那一刻令我們感到興奮，」 溫伯格說。
當巴恩斯試圖動一下假無名指時，其肌肉的運動不同於操縱其它任何手指的運動。該團隊
將每一種獨特的肌肉運動模式都寫入計算程式中，這樣程式就能夠迅速確認巴恩斯想要控
制哪根手指。超聲波信號和機器學習可以探測到每根手指的連續的、實時的動作，以及巴
恩斯想要用多大的力量。
「這實在是令人非常震驚，」 巴恩斯說。「我能夠用這個假手握住任何想握的東西，而
且是即時的，不用轉換模式或按壓按鈕。我從沒想過我們能做到這一點。」
這是溫伯格的實驗室為巴恩斯做的第二個假肢了。巴恩斯喜歡鼓，所以該團隊在2014年給
他安裝了帶有兩個鼓槌的假肢。他控制其中一個鼓槌，另一鼓槌則跟隨音樂自行即興演奏
。
假肢讓他有機會重新開始打鼓。機器鼓槌擊鼓的速度能夠超過世界上的任何鼓手。這一發
明引起了全世界的關注，巴恩斯和溫伯格的機器手在四大洲都參加過音樂會，甚至在華盛
頓DC的甘迺迪中心都進行過演出。
這次成功促使溫伯格向前邁進了一步，他新發明的假肢讓巴恩斯又找回了曾經失去五年的
手指的靈活性。
「如果這種假手臂能夠演奏音樂，比如進行鋼琴彈奏這種微妙而富有表現力的動作，那麼
這項技術就能夠用於進行其它多種精細的活動，比如洗澡、梳頭、喫飯等，」 溫伯格說
。「我同樣也能預見到，擁有完整肢體的人，僅僅通過動一下自己的手指，就可以遙控機
器手臂和機器手。」◇
http://www.epochtimes.com/b5/17/12/29/n10003548.htm