麻省理工学院的研究人员开发接触感应手套,可能有助于中风恢复

麻省理工学院传感手套以恢复中风
麻省理工学院的工程师团队设计了一种新的接触式手套,可以“感觉到”压力和其他触觉刺激。手套的内衬有小的,内核大小的电极,这些电极可以感知和绘制压力的微妙变化。(图片:由研究人员提供)

当您拿起气球时,保持其握持的压力与您将握住的罐子施加的压力不同。现在,麻省理工学院和其他地方的工程师可以精确测量和绘制这种触觉灵活性的微妙之处。

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该团队设计了一种新的触摸感手套,可以“感觉到”压力和其他触觉刺激。手套的内部用传感器系统螺纹,该系统检测,测量和映射整个手套的压力的微小变化。单个传感器高度调整,可以在整个皮肤上拾取非常弱的振动,例如从一个人的脉搏中。

当受试者在拿起气球与烧杯的同时戴上手套时,传感器会生成针对每个任务的压力映射。握住气球会在整个手掌上产生相对均匀的压力信号,同时抓住烧杯,在指尖上产生了更大的压力。

研究人员说,触觉手套可以帮助重新培训运动功能和遭受中风或其他良好运动状况的人的运动功能和协调。手套也可能适应增强虚拟现实和游戏体验。该团队设想将压力传感器不仅整合到触觉手套中,而且还将压力传感器整合到柔性粘合剂中,以比智能手表和其他可穿戴监视器更准确地跟踪脉搏,血压和其他生命体征,报道詹妮弗·楚在麻省理工学院新闻中。

MIT机械工程学教授Nicholas Fang说:“我们的感应结构的简单性和可靠性对多种医疗保健应用有很大的希望,例如脉搏检测并恢复触觉功能障碍患者的感觉能力。”

方和他的合作者在一项研究中详细介绍了他们的结果自然通讯。该研究的合着者包括麻省理工学院的Huifeng Du和Liu Wang,以及中国南部科学技术大学(Sustech)的Chuanfei Guo教授。

手套的压力传感器原理与测量湿度的传感器相似。该团队制造了薄的,内核大小的传感电极,衬有数千个金色微观丝或“微柱”。他们证明他们可以准确地测量响应各种力量和压力的微柱组弯曲的程度。当他们将传感电极和对照电极放在志愿者的指尖上时,他们发现结构非常敏感。传感器能够在人的脉冲中拾取微妙的相位,例如同一周期中的不同峰。他们也可以保持准确的脉搏读数,即使当他们穿过房间时,戴着传感器的人挥舞着手。

当志愿者在拿起气球与烧杯的同时戴上手套时,传感器会产生针对每个任务的压力映射。握住气球会在整个手掌上产生相对均匀的压力信号,同时抓住烧杯,在指尖上产生了更大的压力。手套可以帮助恢复中风后的运动功能并增强虚拟游戏体验。(图片:由研究人员提供)

Fang说:“脉冲是一种机械振动,也可能导致皮肤变形,我们无法感觉到,但是支柱可以拾取。”

然后,研究人员将其新的Micropillared压力传感器的概念应用于高度敏感的触觉手套的设计。他们从团队从架子上购买的丝绸手套开始。为了制造压力传感器,它们用碳布切出小正方形,碳布是由许多类似于微柱类似的细丝组成的纺织品。

他们通过向天然导电金属喷洒金来将每个布正方形变成传感电极。然后,他们将布电极粘在手套内衬里的各个部位,包括指尖和手掌,以及整个手套的螺纹导电纤维,以将每个电极连接到手套的手腕,研究人员在那里粘合了控制电极。

几名志愿者轮流戴着触觉手套并执行各种任务,包括握住气球和握住玻璃烧杯。团队从每个传感器收集读数,以在每个任务期间跨手套创建压力图。这些地图揭示了每个任务期间产生的不同压力模式。

该团队计划使用手套来确定其他任务的压力模式,例如用笔写作和处理其他家庭对象。最终,他们设想这种触觉辅助工具可以帮助运动功能障碍的患者校准和增强其手工质和握力。

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Fang说:“一些精细的运动技能不仅需要知道如何处理物体,而且还需要施加多少力。”“这种手套可以为我们提供对对照组的抓地力的更准确测量,而从中风或其他神经系统疾病中恢复过来。这可能会增加我们的理解并实现控制。”

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Sam Draper()是在线编辑器wt |betway体育开户可穿戴技术专门从事体育和健身领域,但对市场上任何新的生活方式小工具都充满热情。可以在Press(AT)可耐磨性技术中与SAM联系。