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用机器人的第三个拇指钢琴家的演奏会有更精彩吗

核心提示:在现实生活中,由于机器人技术和神经技术的融合,人体增强正在出现。从20世纪40年代开发的第一个肌电假手到现代仿生假手的机械设
发布日期:2021-11-27   来源:合越智能   作者:合越智能
在现实生活中,由于机器人技术和神经技术的融合,人体增强正在出现。从20世纪40年代开发的第一个肌电假手到现代仿生假手的机械设计,控制和反馈接口。机器人已被用于增强残疾人的身体,恢复他们的一些原始能力,类似的设置可以增加健康用户超出了他们的能力,例如增强工人在工业环境中的智能协作外骨骼,或有额外的武器装备士兵执行多项任务。这些是机器人系统,通常由用户佩戴,以扩展他们的身体及其身体能力。

当代机器人技术为我们提供了机电一体化能力,可以用额外的肢体来增强人体。然而,我们的运动控制能力如何限制这种增强是一个悬而未决的问题。伦敦帝国理工学院开发了一个机器人第六指,试图解答人类是如何协调增强智能与人体机能,实现最优发挥人的超能力。

伦敦帝国理工学院研究发现,配备第三个机械拇指的钢琴家在练习一小时后就能够适应使用额外的手指。

伦敦帝国理工学院的研究人员一直致力于了解人类大脑在使用通过机器人技术实现的额外肢体时的能力。为了评估此类设备对大脑的影响,由帝国理工学院生物工程系教授 Aldo Faisal领导的研究小组将机器人额外的拇指附加到一组钢琴演奏者的小指旁边,钢琴演奏者可以使用他们的手指控制这些设备。

这项研究的灵感来自人类长期以来对拥有额外肢体的角色的迷恋,例如印度神话和现代超级英雄漫画书中的角色。费萨尔教授说:“我们想看看我们是否可以使用额外的肢体来增强人们的能力;具体来说,一个额外的拇指位于对面 - 从技术上讲是对侧 - 右手拇指。

“最基本的问题是:我们可以在需要实际技能的任务中使用 11 根手指吗?我们的大脑能够用额外的四肢演奏音乐吗?我们的回答是肯定的。”

第三个大拇指

研究人员发现,这组志愿者包括 6 名经验丰富的钢琴演奏者和 6 名新接触该乐器的人,在被展示如何使用额外的拇指后的一个小时内,他们能够学会如何弹奏所有 11 位数字。

他们还指出,快速学习如何使用机器人数字的能力不仅限于有经验的玩家,这表明人们能够学习如何在不熟悉的任务以及他们习惯的任务中使用额外的数字。

Faisal 教授补充说:“令我们惊讶的是,事实证明,拥有钢琴演奏经验并不能很好地预测您用 11 根手指弹奏的效果。相反,我们发现您移动和控制身体的基本能力、灵活性和敏捷性是能够使用这项技术并用额外的手指弹钢琴的更好预测指标。”

该研究发表在《Scientific Reports》杂志上,可用于改进增强人类活动的机器人设备,例如用于提高工业环境效率的设备。它还可以帮助为未来的假肢研究提供信息,以替代缺失的肢体。

帝国计算机系的Ali Shafti 博士也参与了这项研究,他说:“从机器人学的角度来看,无论何时涉及到人机交互和人机系统,重要的是要了解最好的将人类集成到机器人设备中的方法。

“这项研究帮助我们了解了人类运动协调的哪些因素对多余的机器人很重要,并将与其他类型的可穿戴机器人设备对话,例如人类和机器人身体交互的假肢或辅助机器人。

“我们的结果可以帮助确定您要增强的人的内部哪些方面是您应该注意的,以便为他们设计更好的系统。”

仿生制造
这些发现可能对航空航天和制造业中使用的机器人设备特别有用,在这些行业中,人们在密闭空间工作,可能需要额外的四肢或提高灵活性。

Faisal 教授补充说,研究团队的下一步是看看人类是否可以使用整个机械臂,并使用大脑信号而不是脚控制器来控制设备。

他说:“我们已经增强了拇指,现在的问题是我们是否可以用手指来增加一整只手臂。人们控制额外拇指的当前界面也非常简单,但我们现在正在研究直接从大脑信号控制它。这可能来自脊髓或其他来源。“目前,该系统依赖于脚控制拇指,但问题是我们是否仍然可以灵活自由地控制拇指,而不会放弃对另一条肢体的控制。”

科学家们现在计划探索使用一个完整的机器人第三只手臂,它将由脑电波而不是脚部运动控制。希望他们的发现可用于指导未来机器人身体穿戴设备的开发,例如假肢和辅助外骨骼。

这项研究由欧盟的地平线 2020研究和创新计划和UKRI图灵人工智能奖学金资助。
 
 
 
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