可穿戴腕带传递人工触觉

佛罗里达大西洋大学的研究人员进行了一项关于触觉反馈、电生理图（EMG）控制和可穿戴软机器人腕带的新颖研究，这项研究可以显著帮助假肢手的使用者。新的发现可能会改变未来人工手的控制方式。

大学的工程和计算机科学学院的研究人员与查尔斯·E·施密特科学学院合作，研究人们是否可以精确控制同时用人工手握住两个不同物体的握力。

该团队还探讨了视觉反馈如何通过系统地阻塞视觉和触觉反馈来协助复杂的多任务模型。他们还研究了同时运输物体的实验如何节省时间，并着手设计一种多通道可穿戴软机器人腕带，可以向机器人手用户传递人工触觉。

研究结果发表在科学报告杂志上。

使用多个触觉反馈通道

研究表明，多个触觉反馈通道使用户能够同时用灵巧的人工手握住和运输两个物体。即使用户的视线被阻挡，他们也能够完成这些任务而不破坏或掉落物体。

这种新方法还改善了运输和交付两个物体所需的时间，用户也将触觉反馈定性评为比视觉反馈更重要。

埃里克·恩格伯格（Erik Engeberg）博士是通讯作者、教授和佛罗里达大西洋大学复杂系统和脑科学中心、I-SENSE和佛罗里达大西洋大学斯蒂尔斯-尼科尔森脑科学研究所的成员。

“我们的研究是第一个证明了这种复杂的同时控制任务的可行性，同时集成了多个非侵入性的触觉反馈通道，”恩格伯格说。“我们的研究参与者中没有人以前曾经使用过EMG控制的人工手，但是在两次短暂的培训课程后，他们能够学习掌握这种多任务功能。”

设计定制的软机器人腕带

研究团队通过工作在EMG控制和定制设计的软机器人腕带上提供触觉反馈。他们与埃曼纽尔·托格诺利（Emmanuelle Tognoli）博士合作，托格诺利博士是佛罗里达大西洋大学心理学系和复杂系统与脑科学中心的研究教授。

该团队在腕带上安装了软执行器，以传递接触力的比例感。他们还包括振动触觉刺激器，以指示是否握住的物体已被破坏。

腕带上设计了三个触觉反馈位置：拇指、食指和小指。这些三个区域足以传递两个被手握住的物体所施加的力。腕带还有三个气室，每个气室与手指上的三个BioTacs成比例。除了这些，腕带还有三个振动触觉执行器，指示用户是否已破坏物体。

莫阿德·阿卜德（Moaed A. Abd）是第一作者，也是佛罗里达大西洋大学海洋和机械工程系的博士生。

“我们研究中展示的多功能控制示例包括在同时用中指和食指夹住一张卡片的同时，用拇指和小指打开一瓶水的盖子。另一个同时控制示例是用三根手指握住一个球，同时用小指打开一个灯开关，”阿卜德说。

这项新颖的研究可以使上肢缺失的个体能够从事职业道路和其他休闲活动。

斯泰拉·巴塔拉马（Stella Batalama）博士是佛罗里达大西洋大学工程和计算机科学学院的院长。

“使精细的灵巧控制成为可能是一个非常复杂的问题，需要不仅解释人类的握持控制意图，还需要补充触觉反馈的触觉感觉，”巴塔拉马说。“通过这项创新研究，我们的研究人员正在解决触觉感觉的丧失问题，这目前是阻止上肢缺失的人进行多任务处理或使用假肢手的全部灵巧性的一个主要障碍。”