美國納什維爾范德堡大學的科學家最近開發出的新型倣生臂
新浪科技訊 北京時間9月5日消息，據美國生活科學網報道，美國納什維爾范德堡大學的科學家最近開發出了一種新型倣生手，依靠新型火箭提供動力，能舉起大約20到25磅的重物，比現在市場上出現的假肢的載荷高出3到4倍，並且速度也比目前的假肢快3到4倍。
動力為其他倣生臂的10倍
美國納什維爾范德堡大學的倣生學專家邁克爾 戈德法爾布説：“我們的設計沒有超人的力量或性能，但是從某些方面來説，它比以前的假肢(自己提供動力)更接近於人類手臂的功能，可舉起與自然臂舉起的一樣重的重物。它的動力大約是其他倣生臂的10倍。”
與目前市場上的其他假肢相比，這種用火箭提供動力的倣生臂還具有更高的靈活性和自由度。傳統的假肢只有兩個關節，分別處於肘部和“手掌”部位。這種新型倣生臂原型的功能比以前的假肢更自然，擁有可以旋轉、彎曲的手腕以及可以自主張開、合攏的手指。
傳統倣生臂由電池和電動機驅動。對此，戈德法爾布表示：“電池的電量對目前的假肢來説足夠了，因為目前的假肢的功能非常有限，人們並不會用它們做太多的事情。但假肢的功能越多，人們利用它的次數也越多，它消耗的能量也就越多。”可是，電池的重量是個問題，需要消耗的能量越多，電池就需要製作得越大，但太大了攜帶肯定不方便。為此戈德法爾布和他的同事開始尋找其他的提供能量的方法，最終確定使用火箭動力。
基本設計與航天火箭系統相似
新型倣生臂的基本設計與火箭系統(幫助航天飛機和人造衛星在軌操作)很相似。它使用了一個鉛筆大小的微型火箭。這個火箭利用涂有一層銥金屬的顆粒狀氧化鋁作為催化劑，燃燒加壓的過氧化氫液體，産生純凈的蒸汽，促使活塞上下運動。你可能認為這種裝置的噪音一定很大。戈德法爾布説：“它比我以前認為的噪音更小。你在一間人們正在輕聲説話的房間內都聽不到它發出的聲音。你必須在非常安靜的環境下才能聽到它操作時發出的噪聲。”
蒸汽通過像皮膚一樣的多孔覆蓋物排出來，並像正常情況下排出的汗液一樣蒸發掉。戈德法爾布説：“排出的蒸汽量就像一個人在熱天時，胳膊排出的汗液量。”
他們關心的重要問題是保護假肢使用者和靠近假肢的人不被溫度高達450華氏度(232攝氏度)的熱蒸汽燙傷。這種倣生臂溫度最高的部位用特殊的絕緣材料包裹起來，讓它們在觸摸時更加安全。一個小型密封的過氧化氫罐安裝在上臂內，它足夠為假肢提供可維持18小時正常運動的能量。研究人員在6月底研究出這個最新假肢模型。進一步的研究將讓這個4磅重的倣生臂變得更輕和更加堅固耐用。
研究的資助可能即將結束
到目前為止，這項工作一直由美國國防高級研究計劃局(DARPA)資助，該機構的目標是研發出更優良的假肢。防彈衣和戰場醫術的提高已經減少了衝突中的大量人員傷亡，但是截肢人員的數量明顯增加，這種情況在參與伊拉克戰爭的老兵中非常普遍。國防高級研究計劃局的目標是，在兩年內研發出一种先進的、可大範圍推廣的假肢。
不幸的是，戈德法爾布現在擔心，國防高級研究計劃局對這項研究的資助可能即將結束，因為這種倣生臂的新穎的提供動力的方式的安全問題，它可能需要花費很長時間才能獲得正式批准。
如果國防高級研究計劃局撤消對該研究組的資助，戈德法爾布相信他們的倣生臂仍能吸引其他機構提供資金支持。他説：“我們已經取得了如此大的進步，已經從這個研究團隊中獲得了積極的反饋信息，因此我確信我們能夠將這項工作繼續下去。”戈德法爾布還有一個相似的項目，主要設計類似的倣生腿，這個項目由國家衛生研究所資助。(楊孝文)
責編：徐文華
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