人工器官之人工智能假肢2

乐子吴吞制作人工器官之人工智能假肢我们的生活中常常会遇到那些因为肢体残疾或者年迈而严重影响平时生活例子目前，全球有6.5亿残疾人，约占总人口的10%；根据中国第二次全国残疾人抽样调查数据，中国有8300万残疾人，约占总人口的6.34%，其中，肢体残疾人有2412万，约占残疾人总数的29%。视力残疾听力残疾多重残疾言语残疾肢体残疾智力残疾精神残疾特殊的残疾群体——残疾军人两位残疾老兵，在战场上为国家流血，生活中的苦痛也许只有他们自己知道届时中国年龄超过60岁的人口将达到4.4亿。同时，50%的人在年龄超过80岁后，行动都会受到限制，这意味着运动的依赖性将大大增加。目前2050年我们需要关注数量庞大的残疾人群体

和因为年迈而无法享受到运动快乐的老年人人工智能假肢 ——他们的希望智能假肢是20世纪后十年发展起来的具有高性能的新一代假肢。与普通假肢相比，其主要功能特点是能根据外界条件变化和工作要求，自动调整假肢系统的参数，使其工作可靠，运动自如，具有更好的仿生性。智能假肢概述人类一直以来都有一个梦想即使人的躯体变强！！！途径有三身体变超人外骨骼机器人人体装上机械肢体回到智能假肢肢智能假肢的组组成，除了假假肢本体以外外。还应有以以下组成部分：(1)敏感元元件：即各种种传感器。它它们的作用是是将外界条件件变化转换成可提提取的信号，，一般为模拟拟电信号。(2)信息息处理单元:通常是是微型计算机机，其作用是是读取敏感元元件发出的信号进进行识识别和决策，，并发出控制制指令给可控控制元件。(3)可控控制元件：：一般安装在在假肢本体体内部，用用于调整价价值运动的的参数，力参数，结结构参数等等。使假肢肢按要求工工作。以智能膝关关节为例膝关节是膝膝上假肢系系统的核心心部件，是是保证截肢肢者能站立立和行走的的关键所在在。随着对假肢肢性能要求求的不断提提高，下肢肢假肢不仅仅要满足能能够站立和和行走者两两个基本功功能，还要要求步态自自然，与健健侧对称性性好：能适适应步行状状态的变化化，例如步步行速度变变化，路况况(坡道，，楼梯)的的变化等；；此外还要要在使用者者可能被障障碍物绊倒倒的紧急情情况下的保保证安全等等。这些功能是是普通假肢肢无法实现现的。解决决这些问题题的途径是是就使膝关关节“智能能化”。膝关节的力力矩在一个个步态周期期内是变化化的，摆动动期的初期期需要助伸伸力矩，摆摆动期的后后期则需要要大的阻尼尼力矩。不仅如此，，膝关节力力矩还与步步行的速度度，路面状状态有关。。例如，步步行速度快快时，助伸伸力矩要大大，以便小小腿能跟上上步行速度度。否则小小腿摆不出出去，就不不能快速行行走。为了减少冲冲击力，快快速行走时时，阻尼力力矩也应相相应加大。。正常人在在不同步行行速度和路路面上行走走时膝关节节角度变化化曲线见图图l，相应应的力矩变变化曲线见见图2。力矩可控装装置力矩可控装装置的类型型有变机械械摩擦式，，液压式，，气动式，，磁粉离合合器式，电电流变液阻阻尼式等。。变摩擦式阻阻尼与摩擦擦离合器原原理相似，，它通过过一定的机机械装置改改变离合器器两边相接接触面的正正压力，来来控制摩擦擦力矩的大大小。磁粉粉离合器可可通过改变变加在磁场场上的电压压来改变传传递的力矩矩。电流变变液是一种种新型智能能材料，这这种流体的的黏度可随随施加在其其上的电压压而变化，，而且响应应速度很快快，可控性性好。因此此可作为力力矩可控的的材料。液压或气压压式阻尼器器是通过改改变进气(油)或排排气(油)门的开度度来控制输输出力矩的的。因此除除了气缸，，油缸外，，还要有驱驱动系统。。目前已有有的智能假假肢多采用这种装置置。力矩控制方方法早期的电控控假肢是人人工智能假假肢的前身身，其控制制系统是由由分立元件件和逻辑门门电路组成成的简单开开关逻辑控控制。实现现的功能是是对关节的的锁紧和解解锁。开关控制信信号源一般般取自足底底压力信号号或膝关节节转角信号号、踝关节节转角信号号等。随着着微处理器器性能提高高，特别是是单片机的的出现，为为假肢控制制提供了更更为灵活有有效的手段段，电控控假肢也由由开关控制制时代进入入微机控制制时代。世界上首例例应用“人人工智能””科学的仿仿生智能假假肢2006年年5月在德德国莱比锡锡国际展览览会上的亮亮相的新版版C-Leg®智能能仿生腿采采用了人工工智能科学学的原理，，应用整合合计算机科科学，仿生生学，力学学，机械学学等一系列列相关学科科的内容，，不仅可以以实现普通通假肢代偿偿下肢站立立行走的功功能，保证证行走的稳稳定性、安安全性和动动态性能，，而且，由由于“人工工智能”科科学原理的的应用，它它突破了机机械产品的的局限性，，具有“思思考”和反反馈的功能能，可以更更好地配合合人体的功功能需求，，就象截肢肢者原有的的肢体从新新生长出来来一样。卓越的功能能使C-Leg®智智能仿生生腿诞生至至今已经获获得了诸多多重要的国国际奖项，，如“奥地地利国家创创新奖”（（AustrianStateAward），“德德国设计俱俱乐部”(DeutscherDesignerClub)银奖，以以及2006年在日日本获得的的“卓越设设计奖”(GoodDesignAward)等，，这些奖项项表明，C-Leg®智能仿仿生腿是高高科技、革革新功能和和完美设计计的结合。。整个这套体体系的功能能不管快行行还是慢走走、不论是是活动还是是静止都在在进行。C-Leg®智能仿仿生腿监测测行走的每每一步，会会综合考虑虑所有测量量数据的方方方面面以以适应任何何一种情况况，然后连连续不断地地回应使用用者的需求求。这就意意味着不论论是走楼梯梯、上下斜斜坡，还是是应对不同同的路况，，使用者不不用再集中中精力控制制假肢，而而能节省体体力和精力力做自己想想做的事。。人工智能假假肢创造奇奇迹，更接接近真正的的肢体伊拉克和阿阿富汗战争争推动了假假肢技术的的发展，使使得曾经只只在科幻小小说中出现现的情节得得以实现。。随着计算算机、微处处理器、小小型液压推推动系统的的发展，结结合新型材材料的发明明，如碳纤纤维。使得得新型智能能假肢在功功能更强大大、更全面面的同时，，也更结实实轻便。奥巴马先生生：我要退役，，我要回国国，我怕失失去我的手手臂和腿脚脚驻伊士兵士兵先生：：不用担心！！我们已经经造出来先先进的人工工智能假肢肢了，比你你原装的好好用多了奥巴马人的手是一一个奇迹，，它的功能能和灵巧几几乎是不可可能复制的的，但全球球的生物技技术公司正正在开发新新一代手指指可以灵活活动作的假假手，使假假手可以做做更精细灵灵巧的工作作。例如一种轻轻型人工智智能假手Fluidhand。它的每每个关节都都由微型液液压推动系系统提供动动力，通过过在截肢者者肢体残端端肌肉中植植入传感器器，控制每每个手指的的移动和控控制。独立立的推动系系统使得手手指表现得得更加自然然，并使其其比一般假假肢更具灵灵活性。通通过位于手手指和手掌掌的传感器器，截肢残残端神经肌肌肉可以感感觉到物体体，并根据据实际情况况来控制握握力大小。。新假肢的功功能远远超超过了早期期版本。它它使用的的技术称为为脑-机机接口，，来自大脑脑的信号通通过传感器器传输到假假肢。另一项技术术突破来自自芝加哥康康复研究所所，神经外外科手术移移植技术。。它能够将将一名截肢肢病人控制制手臂和手手的神经从从肩部移植植到上胸部部。这些改改道的神经经通过胸部部完好的肌肌肉，发送送信号给传传感器，以以更好地控控制和使用用的人工智智能假手。。没有任何器器械和能够够像我们的的手一样灵灵活，但这这些新兴技技术能够最最大限度的的改变肢残残人士的生生活。并给给那些在战战争中失去去四肢的士士兵更多的的希望。第一个能带带来触感的的假肢来自瑞典和和意大利的的科学院联联合发明了了一种新型型的人工智智能假肢，，一种与神神经相连接接通过感受受到触感的的假肢。据据说这也是是世界上第第一种能够够给予佩带带着触感的的假肢。这种假肢名名叫Smarthand，，它里面安安装有40个与神经经相连接的的传感器，，当Smarthand被被挤压or触碰之后后，传感器器就会将这这些信息通通过神经传传递给大脑脑。这个科科学团队认认为他们研研发的这种种传感器反反馈技术目目前是假肢肢or机械械臂领域上上的一重大大进步。而试用者(如图)也也认为，他他自己已经经有很长时时间没有体体验到这样样的感觉了了。他能够够很好的控控制自己的的力量，不不会用力过过度捏碎一一些小东西西。刀锋奔跑者者20岁的OscarPistorius，取取得了比其其他残疾运运动员更突出的成成绩，他保保持着残奥奥会100、200和400米的记录录，奔跑的的速度比2004年年奥运会上上的女子成成绩还要好好。人工智能肢肢体之综上所述人工智能假假肢是现代