دست پروستاتیک رباتیک چین با مهارت انسان‌گونه به ۱۹ درجه آزادی می‌رسد
قطع‌عضوهای اندام بالایی اغلب به دلیل مهارت محدود باید با چالش‌های روزمره مواجه شوند. دست‌های پروستاتیک موجود اغلب فاقد مهارت‌های حرکتی دقیق و حرکت طبیعی مورد نیاز برای زندگی کاملاً مستقل هستند.
بنابراین، چالش این است که دست‌های پروستاتیکی طراحی شود که بتوانند تقریباً به‌طور کامل مثل دست واقعی حرکت کنند.
پژوهشگران در دانشگاه علوم و فناوری چین دست‌های پروستاتیک با مهارت بسیار بالا ساخته‌اند.
با این دست پروستاتیک سبک‌وزن جدید، فعالیت‌هایی مانند گره‌بستن، شانه‌کردن مو و بازی شطرنج می‌تواند به‌طور محسوس ساده‌تر شود.
۱۹ درجه آزادی
با وجود اینکه تنها ۱/۱۵۰ وزن بدن ما است، دستان ما ۵۴٪ از حرکت ما را به عهده دارند.
دست انسان دارای ۲۳ درجه آزادی است که امکان حرکات گسترده‌ای را فراهم می‌کند. درجه‌های آزادی (DOF) به معنای تعداد راه‌های مستقل حرکتی یک مفصل است.
این دست پروستاتیک جدید با وزن تنها 0.37 کیلوگرم، سطح بالایی از مهارت حرکتی با ۱۹ درجه آزادی ارائه می‌دهد.
این دست می‌تواند حرکاتی طبیعی‌تر و پیچیده‌تر از پروستاتیک‌های با درجات آزادی کمتر (۱۰) ارائه دهد.
دست‌های پروستاتیک کنونی با مکانیسم‌های موتوری ساخته می‌شوند. همچنین، این‌ها با مشکل چگالی قدرت پایین مواجه هستند که تعادل بین تعداد درجه‌های آزادی و وزن کل را دشوار می‌کند. بنابراین، استفاده طولانی مدت از سیستم به دلیل وزن آن می‌تواند ناراحت‌کننده باشد.
طراحی جدید به‌طور موفقیت‌آمیز هم در مهارت حرکتی بالا (از طریق تعداد بالای درجات آزادی) و هم در راحتی کاربر موفق است.
این کار با استفاده از آلیاژهای حافظه شکل (SMAs) به عنوان ماهیچه‌های مصنوعی انجام شده است. این مواد در زمانی که گرم می‌شوند به فرم اصلی خود بازمی‌گردند و نسبت قدرت به وزن بالایی را به نمایش می‌گذارند.
علاوه بر این، دست پروستاتیک با یک سیستم انتقال نیروی تاندون بیومیمتیک ترکیب شده است. این سیستم نیروی رانشی SMA را افزایش داده و مقاومت را به حداقل می‌رساند.
حدود ۲۳ حسگر یکپارچه در انگشتان و مچ دقت کنترل بر مفاصل دست پروستاتیک را تضمین می‌کند.
می‌تواند طیف وسیعی از وظایف را انجام دهد
ماژول خنک‌کننده ۳۸ فعال‌کننده SMA را که ۱۹ درجه آزادی فعال را پیش می‌برند، در بر می‌گیرد و پشتیبانی می‌کند. این ماژول به دست پروستاتیک اجازه می‌دهد تا حرکات گسترده‌ای را انجام دهد و در عین حال حرارت ایجاد شده توسط فعال‌کننده‌ها را مدیریت کند.
طراحی کلی بیومیمتیک در قابلیت مهارت حرکتی در سطح انسانی دست پروستاتیک مشارکت می‌کند.
مهارت حرکتی چشمگیر این دست پروستاتیک به آن اجازه می‌دهد وظایف مختلف از فعالیت‌های روزمره مانند شانه‌کردن مو و نوشتن گرفته تا کارهای چالش‌برانگیزی مانند دست‌دادن، تبادل کارت ویزیت و بازی شطرنج را انجام دهد.
بجز این وظایف روزمره، این دست پروستاتیک می‌تواند قیچی بکار ببرد، از گوشی هوشمند استفاده کند، و حتی زبان اشاره پیچیده‌ای را انجام دهد.
به طور جالبی، این دست از تشخیص صدا برای کنترل آسان و مقرون به‌صرفه استفاده می‌کند. با پشتیبانی از ۶۰ زبان و ۲۰ گویش با دقت بالا (۹۵٪) و زمان پاسخ سریع — برای دسترسی گسترده به قطع عضوها طراحی شده است.
آزمایش‌های بالینی نتایج امیدوارکننده‌ای نشان دادند، با یک قطع‌عضوی ۶۰ ساله که تنها در نیم روز دست پروستاتیک را تسلط داد. به گفته چاینا دیلی ، فرد استانداردهای آزمایش عملکرد دست و توانایی‌های حرکتی (SHAP و WMFT) را کامل کرد.
پژوهشگران در بیانیه مطبوعاتی نوشتند: "این پژوهش نشان‌دهنده یک جهش در پیشرفت در زمینه دست‌های پروستاتیک است. فناوری جدید توانایی تغییر زندگی قطع‌عضوها را با امکان حرکت آزادتر، انجام آسان‌تر وظایف روزانه و بازیابی اعتماد به نفس به آن‌ها می‌دهد."
فناوری جدید همچنین می‌تواند برای ساخت دست‌های رباتیک انسان‌گونه بسیار ماهر به کار رود.
یافته‌ها در مجله Nature Communications. منتشر شده‌اند.
