尽管没有人手灵活，仿生手已经可以做各种任务｜CyberDaily

Luke Arm

仿生手臂是一种机电设备，它可以附着在人体上并模仿手臂的功能。

它是由仿生手或部分仿生手组成，并且根据截肢的程度，还可能包括动力手腕，肘部或肩膀。

例如，Mobius Bionics的Luke Arm System的三种可用配置：

Luke Arm系统配置选项

请注意，这一系列特定的设备始终包括动力腕，但这是可选的，或不适用于其他设备。同样，在某些使用情况下，可以用动力钩或夹具代替手。

本节从手指的机械设计开始向后介绍仿生手灵巧性的限制。

人的手指的核心机械功能是打开和关闭。因此，使用以下设计可以将其应用在到仿生手指中：

仿生手臂的手指设计

资料来源：https://doi.org/10.1016/j.ohx.2020.e00100

如图所示，使用电池电力支撑的电动机驱动齿轮系统，可以移动主掌指关节，然后通过连杆系统移动第二和第三关节。请注意，这种方法有很多变体，例如使用滑轮系统代替钢筋连接系统来模拟肌腱。

这种设计的主要特点是只有一个独立的关节：掌指关节（主关节）。其他两个关节会自动跟随该关节的引导，从而产生以下固定的运动模式：

仿生手指运动模式

资料来源：https://doi.org/10.1016/j.ohx.2020.e00100

相比之下，自然手指可以独立地移动中指或近侧指间关节，而准独立地移动远侧指间关节。此外，自然的手指可以散开并扭曲和旋转等无数种组合。

自然拇指的运动甚至更加复杂。除了打开和关闭外，它还可以向下旋转并稍微向外旋转，以触摸任何手指的整个下侧甚至手掌的一部分。这允许自然的手抓住任何形状的物体。

这是仿生拇指的示意图，该仿生拇指来自仿生手市场上最近进入的仿生手市场之一的早期工作。

仿生手臂的拇指设计

尽管其机械复杂性，这种类型的拇指仍然有许多局限性。它可以使其自身成为许多握柄的反作用力，但它缺乏自然拇指的灵巧性。

这将我们带到了本节的重点：仿生手是令人印象深刻的伟大工程，但是依然比人手的功能简单得多。一方面，这并不重要，因为他们仍然可以执行各种各样的任务，如本视频所示：

无论如何，不要指望它们能与自然之手相得益彰。评估仿生手的更好方法是其有效性，而这主要取决于其用户控制系统。

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