骨骼与肌肉驱动一体化,是未来的技术前景。目前国内用的大部分驱动还是电机或者液体压力,结构材料有金属,也有非金属,钛合金比较轻,钢铁也比较好,当然使用碳纤维也可以。
那生物假肢会有人造肌肉吗?肌肉是另一种驱动方式。我们人类做出动作是依靠多个肌肉群一起协调,驱动一些肌肉群实现一个固定动作。生物假肢现在还是单个驱动,比如肘关节,只有一个电机。比如AMPCO–18机械合金,它在某种情况下可以伸缩自如,具有驱动力。这种类似于肌肉的驱动材料正在研究中,但目前还没有用在任何假肢或是外骨骼的机器人上。
机械骨骼未来的一个发展趋势就是动力价值。上肢都是有动力的,有电机驱动力的关节动力,但是下肢目前大部分还是无动力的。用残肢带着有一定重量的假肢走路,想想都觉得累。如果真能装上电机,假肢自带发电行走功能会更好。从机器人角度来讲,如果一个人双腿大腿截肢,残端都比较短,要怎么办?这很难做,所以这类人不依靠电机基本上方是无法行走的,或者说根本用不上假肢。
从机器人角度来讲,如果一个人双腿大腿截肢,残端都比较短,要怎么办?这很难做,所以这类人不依靠电机基本上方是无法行走的,或者说根本用不上假肢。比如生活里很多残障人士觉得能动能走就很好了,跟自己原来的肢体功能性差不多就可以。但在运动会里不一样,因为选手要赢。所以残奥会上的运动员使用的机械骨骼设备会增强他们的身体机能吗?虽然期望是这样,但实际上可能并非如此。
因为一些先进技术可能大多用于国防、医疗领域。体育领域实际上是一个很大的展示平台,使得很多科技在符合现有规程的情况下得以发展,有可能是未来的一个方向。所以需要有拿电路模拟神经系统这样的发展,现在的假肢可能还没有这么细微的感觉、触觉系统,但假如有很细微的传感设备,电路就像神经一样覆盖在假肢上,它是不是就能像人类的手臂一样灵活?这也是现如今的研究在做的。
一个人感知外物,得到比如力、运动、色彩、参数、温度等物理参数,然后反馈,基于此做出决策,决策之后再给出回应,这是一个闭环。目前在控制系统方面,是可以实现这种闭环的。但问题是,要做得小巧、轻便,像人体一样灵活,难度还是挺大的。