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机械手实验装置

发布时间:2022-04-18 09:55:57

『壹』 近几十年来有什么伟大的科学研究或者发明,看好了要伟大的才行,比如牛顿的引力,爱迪生发明了电等等,最

修复手套
澳大利亚悉尼:普亚·阿伯尔法特希在北海岸皇家医院机械手研究实验室工作,28岁的米克正在这里接受治疗。2个月前,米克不幸遇到车祸,双手和胸部以下完全丧失知觉。他可以移 动手臂,但无法握紧手中的物体。如今,米克戴上了阿伯尔法特发明的“修复手套”。“修复手套”是一种植入了能模仿人手生物力学的特殊致动器和传感器的装置。这也是米克第一次试用这种手套,实验室所有人全都盯着他的手。
阿伯尔法特紧张地按下与米克身体连接在一起的电脑界面的控制杆,忽然间,米克的手自车祸以来第一次合拢了一下。他将在未来满怀希望利用自己的身体,因为他知道这仅仅是个开始。机械手研究实验室设计“修复手套”的目的是为了制造一种具有人工肌肉的“外衣”。这种“外衣”能够帮助人体重新运动。机械手研究实验室并不是世界上唯一一家从事人体功能研究的机构,全世界的科学家、程序设计员、发明者都在开发复制、替代人体结构或者帮助人体的创新技术。

仿生心脏
狗在人工心脏开发过程中发挥了重要作用。南美洲乌拉圭:1957年,科学家首次用外部半退化心脏替换了狗的心脏,而那时,现为蒙得维的亚著名心脏病专家的胡安·吉亚姆布卢诺博士还是个小孩。
心脏在被替换后,那条狗存活了90分钟,此事也被看作是人工心脏开发工作的第一个里程碑事件。大约20年前,当第一颗全人工心脏(TAH)被移植到病人身上时,吉亚姆布卢诺博士还只是一位心脏病专家。在看到这些粗糙的移植装置不断遭受失败后,吉亚姆布卢诺博士当时发誓将来一定要设计出真正可靠的人工心脏,移植者不仅能存活,而且还能维持相对正常的生活。
经过多年不知疲倦的工作后,吉亚姆布卢诺的发明差不多完成了。令人奇怪的是,他的发明与此前科学家的发明完全不同,看上去与真正的心脏无异。吉亚姆布卢诺说:“这是个秘密!”同位移植人工心脏(CATO)是一种能全面模仿人类心脏的装置,由血液室(心室)、阀(瓣膜)以及能把血液吸入肺动脉和主动脉的特殊致动装置组成。
吉亚姆布卢诺面临的最大挑战是要把包括电源在内的人工心脏装置移植到心脏通常所处位置的有限空间内。吉亚姆布卢诺曾经拿母牛做实验,并获得巨大成功,这也为他成功给同位移植人工心脏申请专利创造了有利条件。吉亚姆布卢诺将成功归结为"医学发明"的人工心脏装置,而他并不认同自己的发明是“工程发明”。

神经转化
神经转换技术将可以帮助像斯蒂芬·霍金这样的残疾人用神经信号同别人交流。英国剑桥大学卢卡斯数学教授、《时间简史》的作者斯蒂芬·霍金21岁时被诊断患有肌萎缩性侧索硬化(ALS),从那以后,除了几根手指外,霍金全身大部分活动功能都丧失了。霍金写有大量著作,并发表了多篇科学论文。多年来,他一直通过操作手中与电脑联网的拟声器键盘来发出声音。而现在他连这种能力都丧失了。尽管如此,他并没有丧失对未来的希望。
一位叫彼得·沙恩·福特的澳大利亚程序设计员开发出一套系统。福特目前居住在美国的华盛顿。根据这套系统,像霍金这样的人今后可以不再受到自身残疾的限制,只要通过神经信号的提示便能与别人沟通。在听说霍金遭受肌萎缩性侧索硬化疾病折磨的事情后,福特花多年时间开发出一种新型的人机联结界面:一个人可以利用皮肤表面电极接收神经信号,然后在经过人工智能分析后,便能够达到交流的目的。
2002年,福特开始与霍金合作改善这套系统。经过改善后,这套系统被称为神经转化技术。2004年初,美国华盛顿特区一个四肢瘫痪、不能说话的男子利用神经信号旋转电视,这也一举创造了历史。最近,福特还利用神经信号控制的声音合成电脑程序邀请客人参加他的21世纪生日派对。

耳朵看世界
大多数人都能想象看不见东西是什么样子。然而,只有少数人能想象出像蝙蝠一样通过声音感知方向。上世纪50年代,莱斯利·凯博士为英国海军开发探测潜水艇、鱼雷和地雷等水下物体的水下声纳技术时,就开始想象这个看似不可能的概念。当时在许多人看来,凯的想法简直就像天方夜谭。
1993年,他设计出一种声纳装置,这种装置能释放出超声波,还能发现其它物体和障碍物发出的反射。数据接着被转化成一连串能够听到的声音,这些声音在频率上与远处物体发出的声音相对应。可以想象,这有可能导致出现令人难以理解的噪音。但令人难以置信的是,经过少许的培训,人类大脑似乎能将下意识地将这些声音转化为空间想象。
如果要更好理解什么是空间想象,请按以下提示做练习:仔细看看你周围的物体,然后闭上眼睛,想象各种物体(比如身体一侧的桌子,背后的墙和地板上的球)出现在你身边的情况。这种感觉是空间想象或者意识的一部分。这项技术为凯赢得了1998年度世界通信创新奖,如今全世界的盲人将在利用这项技术自信地行走在他们不熟悉的区域。

『贰』 什么是机械手重复精度

可以这样理解重复来精度:
每个动作都自有一个0点,相对零点运动一个值(或是平移,或是旋转)比如,你的胳膊在垂直地面向下时为0点,胳膊向上抬起90度10次,每次都会和上次不一样,每次和理想90度之间的差距相加除以10,就是重复精度了.

『叁』 亚龙335b实训装置包含那几个站

亚龙 YL-335B 型自动生产线实训考核装备在铝合金导轨式实训台上安装送料、加工、装配、输送、分拣等工作单元,构成一个典型的自动生产线的机械平台,系统的各机构的采用了气动驱动、变频器驱动和步进(伺服)电机位置控制等技术。系统的控制方式采用每一工作单元由一台 PLC 承担其控制任务,各 PLC 之间通过 RS485 串行通讯实现互连的分布式控制方式。因此,YL-335B 综合应用了多种技术知识,如气
动控制技术、机械技术(机械传动、机械连接等)、传感器应用技术、PLC 控制和组网
技术、步进电机位置控制技术,以及和变频器技术等。利用 YL-335B,可以模拟一个与实际生产情工况十分接近的控制过程,使学习者生得到一个非常接近于实际生产的教学设备环境,从而缩短了理论教学与实际应用之间的距离,大大提高了实训效果。
(1)亚龙YL-335B型自动生产线实训考核装备的结构
亚龙YL-335B型自动生产线实训考核装备由安装在铝合金导轨式实训台上的送料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元5个单元组成。其外观如图所示。

其中,每一工作单元都可自成一个独立的系统,同时也是一个机电一体化相关技术的训练系统。
在亚龙YL-335B设备上应用了多种类型的传感器,分别用于判断物体的运动位置、物体通过的状态、物体的颜色及材质等。
在控制方面,亚龙YL-335B采用了基于RS485串行通信的PLC网络控制方案,即每一工作单元由一台PLC承担其控制任务,各PLC之间通过RS485串行通讯实现互连的分布式控制方式。根据需要选择不同厂家的PLC及其所支持的RS485通信模式,组建成一个小型的PLC网络。

(2)亚龙YL-335B型自动生产线实训考核装备主要组成及功能
供料单元
供料单元是亚龙YL-335B中的起始单元,在整个系统中,起着向系统中的其他单元提供原料的作用。
供料单元的主要组成:
主要包括竖式料筒,顶料气缸,推料气缸,物料检测传感器部件,安装支架平台,材料检测装置部件等组成。
加工单元
加工单元是亚龙YL-335B中对工件处理单元之一,在整个系统中,起着对输送站送来工件进行模拟冲孔处理或工件冲压等作用。
加工单元的主要组成:
主要包括滑动料台,模拟冲头, 夹紧机械手,物料台伸出/缩回气缸,相应的传感器,电磁阀组件等组成。
装配单元
装配单元是亚龙YL-335B中对工件处理的另一单元,在整个系统中,起着对输送站送来工件进行装配及小工件供料的作用。
装配单元的主要组成:
主要包括供料机构,旋转送料单元,机械手装配单元,放料台等组成。
分拣单元
完成将上一单元送来的已加工、装配的工件进行分拣,使不同颜色和材质的工件从不同的料槽分流、分别进行组合的功能。
分拣单元的主要组成:
主要包括传送带机构,三相电机动力单元,分拣气动组件,传感器检测单元,反馈和定位机构等组成。
输送单元
该单元通过到指定单元的物料台精确定位,并在该物料台上抓取工件,把抓取到的工件输送到指定地点然后放下的功能。
输送单元的主要组成:
主要包括抓取机械手装置、直线运动传动组件(包括驱动伺服电机、驱动器、同步轮、同步带等)、拖链装置、PLC模块和接线端口以及按钮/指示灯模块等部件组成。

『肆』 21世纪科技发明创造有哪些

●修复手套

“修复手套”是一种植入了能模仿人手生物力学的特殊致动器和传感器的装置。机械手研究实验室设计“修复手套”的目的是为了制造一种具有人工肌肉的“外衣”。这种“外衣”能够帮助人体重新运动。全世界的科学家、程序设计员、发明者都在开发复制、替代人体结构或者帮助人体的创新技术。

●仿生心脏

同位移植人工心脏 CATO 是一种能全面模仿人类心脏的装置,由血液室 心室 、阀 瓣膜 以及能把血液吸入肺动脉和主动脉的特殊致动装置组成。

科学家面临的最大挑战是要把包括电源在内的人工心脏装置移植到心脏通常所处位置的有限空间内。科学家曾经拿母牛做实验,并获得巨大成功,这也为他成功给同位移植人工心脏申请专利创造了有利条件。

●神经转化

一位澳大利亚程序设计员开发出一套系统。根据这套系统,遭受肌萎缩性侧索硬化疾病折磨的人今后可以不再受到自身残疾的限制,只要通过神经信号的提示便能与别人沟通。另一位科学家开发出一种新型的人机联结界面:一个人可以利用皮肤表面电极接收神经信号,然后在经过人工智能分析后,便能够达到交流的目的。两位科学家合作后,这套系统被称为神经转化技术。

●耳朵看世界

莱斯利·凯博士设计出一种声纳装置,这种装置能释放出超声波,还能发现其他物体和障碍物发出的反射。数据接着被转化成一连串能够听到的声音,这些声音在频率上与远处物体发出的声音相对应。经过少许的培训,人类大脑似乎能下意识地将这些声音转化为空间想像。

这项技术赢得了1998年度世界通信创新奖,如今全世界的盲人将利用这项技术自信地行走在他们不熟悉的区域。

●人造肌肉

研究人造肌肉的工作始于上个世纪40年代,但只是在最近的10年里才取得了较大发展,因为世界范围内的研究中心研制出了特种聚合体和智能材料。未来人类很有可能看到世界上最强壮的人和最强大的仿生胳膊进行较量。

『伍』 用亚龙单片机实训装置,通过51单片机控制机械手,我把矩阵键盘的键盘扫描程序放在定时器中断里,

你放来到中断里可能会出自现这样的情况,程序运行到键盘检查段时候,你没有设置跳出中断,这样说吧!程序在扫描键盘时候需要有键盘返回的值,当你键盘没有任何反应(没去按它)它就一直在检查检查,就没有跳出中断,所以你的机械手死在了这个无限循环的检查中。这样设置,中断计时,到点了中断一下检查一下键盘值,检查完后马上跳出来让MCU去执行其他程序段。

『陆』 机械手的发展历史是怎样的

机械手是在机械化,自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。它是机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务,在构造和性能上兼有人和机器各自的优点,尤其体现了人的智能和适应性(王希敏,1992)。在现代生产过程中,机械手被广泛的运用于自动生产线中,机械手虽然目前还不如人手那样灵活,但它具有能不断重复工作和劳动,不知疲劳,不怕危险,抓举重物的力量比人手力大的特点,因此,机械手已受到许多部门的重视,并越来越广泛地得到了应用。(王承义,1995)
机械手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。它的结构是:机体上安装一个回转长臂,顶部装有电磁块的工件抓放机构,控制系统是示教形的。1962年,美国联合控制公司在上述方案的基础上又试制成一台数控示教再现型机械手。商名为Unimate(即万能自动)。运动系统仿照坦克炮塔,臂可以回转、俯仰、伸缩、用液压驱动;控制系统用磁鼓作为存储装置。不少球坐标通用机械手就是在这个基础上发展起来的。同年,美国机械制造公司也实验成功一种叫Vewrsatran机械手。该机械手的中央立柱可以回转、升降采用液压驱动控制系统也是示教再现型。这两种出现在六十年代初的机械手,是后来国外工业机械手发展的基础。1978年美国Unimate公司和斯坦福大学,麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vicarm型工业机械手,装有小型电子计算机进行控制,用于装配作业,定位误差小于±1毫米。联邦德国KnKa公司还生产一种点焊机械手,采用关节式结构和程序控制。
目前,机械手大部分还属于第一代,主要依靠人工进行控制;改进的方向主要是降低成本和提高精度。第二代机械手正在加紧研制。它设有微型电子计算控制系统,具有视觉、触觉能力,甚至听、想的能力。研究安装各种传感器,把感觉到的信息反馈,使机械手具有感觉机能。第三代机械手则能独立完成工作中过程中的任务。它与电子计算机和电视设备保持联系,并逐步发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中的重要一环节

『柒』 机械手毕业设计

引 言
在现代工业中,生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。随着工业现代化的进一步发展,自动化已经成为现代企业中的重要支柱,无人车间、无人生产流水线等等,已经随处可见。同时,现代生产中,存在着各种各样的生产环境,如高温、放射性、有毒气体、有害气体场合以及水下作业等,这些恶劣的生产环境不利于人工进行操作。
工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术,是现代控制理论与工业生产自动化实践相结合的产物,并以成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。工业机械手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产效率的有效手段之一。尤其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射性和污染的场合,应用得更为广泛。在我国,近几年来也有较快的发展,并取得一定的效果,受到机械工业和铁路工业部门的重视。
本课题拟开发物料搬运机械手,采用日本三菱公司的FX2N系列PLC,对实验室现有的TVT—99D机械手模型进行开发。该装置机械部分有滚珠丝杠、滑轨、汽缸、气控机械抓手等;电气方面由步进电机、驱动模块、传感器、开关电源、电磁阀、旋转码盘、操作台等部件组成。我们利用可编程技术,结合相应的硬件装置,控制机械手完成各种动作。
本课题是有我和徐立同同学合作共同完成,在整个设计过程中徐立同同学主要负责硬件方面如接线、画各个电气设备的电路接线图等;而我则是主要负责软件部分,在实际的设计调试过程中我主要负责PLC的接线编程、调试等工作。当然了硬件和软件是不分家的,谁也离不开谁,因此,在整个设计过程中各种方案的敲定与实施均是由我们俩个在指导老师的帮助下共同研究、推敲、讨论试验调试中确定的。为了能够实现机械手可在空间抓放物体,动作灵活多样,适用于可变换生产品种的中小批量自动化生产,广泛应用于柔性自动线。再加上本课题开发的机械手采用的日本三菱公司的FX2N系列PLC控制,是一种按预先设定的程序进行工件的搬运的自动化装置,可部分代替人工在高温和危险的作业区进行单调持久的作业,并要实现根据工件的简单的变化要求随时更改相关控制参数。为达到这些要求,我们设计的控制方案尽量在我们力所能及的范围内选择最佳的方案。如在本设计中遇到的对直流电机的控制问题中,在控制直流电机正反转的问题上通过老师的指导我们想到了两种控制方案:一种是在原设备的基础上加上四个继电器实现其控制功能;另一种则是根据三菱公司的FX2N系列PLC的输出端的内部电路的特点,可以在不增加其他设备的情况下实现控制要求。我在最大限度的满足工艺流程和控制要求的同时,还要考虑要有很高的性价比,因此我们选择了后一种方案。也许后一种方案有其弊端,但目前还没有发现。望大家多多指教。
当然了,由于我们水平的限制和时间的仓促,在很多地方的控制方案还不是很理想,同时还遗留有很多的问题,需要进一步的研究中才能解决,望各位老师和广大同学批评和指教。 机械手的毕业设计说明书一.前言1.1设计的意义与作用机械手是在机械化,自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中,机械手被广泛的运用于自动生产线中,机械人的研制和生产已成为高技术邻域内,迅速发殿起来的一门新兴的技术,它更加促进了机械手的发展,使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手虽然目前还不如人手那样灵活,但它具有能不断重复工作和劳动,不知疲劳,不怕危险,抓举重物的力量比人手力大的特点,因此,机械手已受到许多部门的重视,并越来越广泛地得到了应用。 在工业生产过程中,尤其在自动流水线上,零件的加工和搬运都可能用到机械手。本课题就为解决海门恒豪制针有限公司在缝纫机针的生产过程中,抛光这一工艺工作。缝纫机针且夹紧不方便,要使用一个专用夹具用于抛光工作,为了解决以上传统的缺点,设计了该液压式摆动机械手。1.2机械手的工作原理 该机械手采用了液压驱动方式来实现其工作的要求,工作要求就是机械手臂的上下能够摆动,手臂的回转运动,手腕的回转运动及手部的夹持运动,本次设计的机械手主要用于缝纫机针的抛光工作,可用几台液压摆动机械手与抛光机相配合,进行协调实现抛光工作的自动化生产线,机械手的手指夹持缝纫机针,在即旋转又往复移动的抛光机上进行上下摆动,根据抛光工艺过程,自动线上有4台机械手,各机械手间互传递着缝纫机针,调换缝纫机针的大小头,并进行粗精抛光操作。1.3抛光自动生产线的组成及工作原理抛光自动生产线的平面布置图如下:1.4.自动生产线的工作方式及组成: 全线由震动式顺针机,上料工作台,4台机械手,4台抛光机和装针斗组成。4只抛光轮分别由电动机带动旋转,由另外的电动机经传动装置(如曲柄滑块机构)带动4只抛光轮一同作左右往复运动,每台机械手分别由自身的电子程序控制器控制,根据抛光工艺要求所编制的程序,依次进行程序转换,控制机械手液压系统的电磁换向阀,从而使机械手按程序进行各种动作。 4台机械手动作相同,全自动线动作过程如下:机械手1在上料位置工人将待抛光的针70-80支,经震动式顺针机整齐后送到待夹料位置,发信号启动,机械手1的手指将针夹牢,手臂顺时针回转90°到抛光位置(此时抛光机已经旋转并左右移动),手臂上下摆动一次,手腕回转180°手臂再上下摆动一次(手臂两次下摆动作时间不同,根据需要可自行调整),手臂顺时针再回转90°(即到180°位置),机械手1和机械手2同到换夹针位置,机械手2先将缝纫机针夹牢后再发信号,机械手1的手指才松开,并开始复原,即手臂逆时针回转180°,同时手腕反向回转180°,到达上料位置,等待下个工作循环,机械手2,机械手3,机械手4的动作程序与机械手1相同。缝纫机针就在各机械手间依次传递,调换针的大小头,进行粗抛和精抛操作。当机械手4抛光程序完成后,其手臂转到下料位置时手指松开,将抛光好的针卸到装针2.1液压摆动机械手的工作参数 抓针数量:一次夹持缝纫机针70-80只 座标型式:球坐标 自由度数:3个 手臂回转范围:0°-180° 手臂回转速度:90°/S 手臂的俯仰范围:0°-180° 驱动方式:液压驱动 控制方式:采用电子程序控制 定位方式:手臂回转的两端位置用死挡铁定位 手臂俯仰两端点:用活塞与端盖相碰定位2.2液压摆动机械手的工作原理简图:结论 液压摆动机械手能将工件从一个工位,传到下一个工位的工作,它从外部结构上把自动线中的各台自动机床联系成一个整体。有一定的握力和工作速度,有准确的定位精度,将零件可靠地装上夹具,能准确可靠的完成预定工作。参考文献

『捌』 现代科技发明了什么,有什么作用

●修复手套

“修复手套”是一种植入了能模仿人手生物力学的特殊致动器和传感器的装置。机械手研究实验室设计“修复手套”的目的是为了制造一种具有人工肌肉的“外衣”。这种“外衣”能够帮助人体重新运动。全世界的科学家、程序设计员、发明者都在开发复制、替代人体结构或者帮助人体的创新技术。

●仿生心脏

同位移植人工心脏 CATO 是一种能全面模仿人类心脏的装置,由血液室 心室 、阀 瓣膜 以及能把血液吸入肺动脉和主动脉的特殊致动装置组成。

科学家面临的最大挑战是要把包括电源在内的人工心脏装置移植到心脏通常所处位置的有限空间内。科学家曾经拿母牛做实验,并获得巨大成功,这也为他成功给同位移植人工心脏申请专利创造了有利条件。

●神经转化

一位澳大利亚程序设计员开发出一套系统。根据这套系统,遭受肌萎缩性侧索硬化疾病折磨的人今后可以不再受到自身残疾的限制,只要通过神经信号的提示便能与别人沟通。另一位科学家开发出一种新型的人机联结界面:一个人可以利用皮肤表面电极接收神经信号,然后在经过人工智能分析后,便能够达到交流的目的。两位科学家合作后,这套系统被称为神经转化技术。

●耳朵看世界

莱斯利·凯博士设计出一种声纳装置,这种装置能释放出超声波,还能发现其他物体和障碍物发出的反射。数据接着被转化成一连串能够听到的声音,这些声音在频率上与远处物体发出的声音相对应。经过少许的培训,人类大脑似乎能下意识地将这些声音转化为空间想像。

这项技术赢得了1998年度世界通信创新奖,如今全世界的盲人将利用这项技术自信地行走在他们不熟悉的区域。

●人造肌肉

研究人造肌肉的工作始于上个世纪40年代,但只是在最近的10年里才取得了较大发展,因为世界范围内的研究中心研制出了特种聚合体和智能材料。未来人类很有可能看到世界上最强壮的人和最强大的仿生胳膊进行较量。 挽救人的生命,提高残疾人的生活质量

『玖』 21世纪的发现

21世纪影响人类生活的五大发明:
1、修复手套 2、仿生心脏 3、神经转化 4、神经转化 5、耳朵看世界

21世纪,许多令人惊讶的技术创新将对人类的日常生活产生重大影响。凭借“修复手套”获得2004年度“尤利卡令人鼓舞科学奖”的科学家宣称,科幻小说的预言距离变成现实已经不远了。

●修复手套

“修复手套”是一种植入了能模仿人手生物力学的特殊致动器和传感器的装置。机械手研究实验室设计“修复手套”的目的是为了制造一种具有人工肌肉的“外衣”。这种“外衣”能够帮助人体重新运动。全世界的科学家、程序设计员、发明者都在开发复制、替代人体结构或者帮助人体的创新技术。

●仿生心脏

同位移植人工心脏 CATO 是一种能全面模仿人类心脏的装置,由血液室 心室 、阀 瓣膜 以及能把血液吸入肺动脉和主动脉的特殊致动装置组成。

科学家面临的最大挑战是要把包括电源在内的人工心脏装置移植到心脏通常所处位置的有限空间内。科学家曾经拿母牛做实验,并获得巨大成功,这也为他成功给同位移植人工心脏申请专利创造了有利条件。

●神经转化

一位澳大利亚程序设计员开发出一套系统。根据这套系统,遭受肌萎缩性侧索硬化疾病折磨的人今后可以不再受到自身残疾的限制,只要通过神经信号的提示便能与别人沟通。另一位科学家开发出一种新型的人机联结界面:一个人可以利用皮肤表面电极接收神经信号,然后在经过人工智能分析后,便能够达到交流的目的。两位科学家合作后,这套系统被称为神经转化技术。

●耳朵看世界

莱斯利·凯博士设计出一种声纳装置,这种装置能释放出超声波,还能发现其他物体和障碍物发出的反射。数据接着被转化成一连串能够听到的声音,这些声音在频率上与远处物体发出的声音相对应。经过少许的培训,人类大脑似乎能下意识地将这些声音转化为空间想像。

这项技术赢得了1998年度世界通信创新奖,如今全世界的盲人将利用这项技术自信地行走在他们不熟悉的区域。

●人造肌肉

研究人造肌肉的工作始于上个世纪40年代,但只是在最近的10年里才取得了较大发展,因为世界范围内的研究中心研制出了特种聚合体和智能材料。未来人类很有可能看到世界上最强壮的人和最强大的仿生胳膊进行较量。

『拾』 21世纪的伟大发明

21世纪才刚起头呢大哥,目前还没有足以影响世界的重大发明 比较有价值的发明则有以下几项 修复手套 澳大利亚悉尼:普亚·阿伯尔法特希在北海岸皇家医院机械手研究实验室工作,28岁的米克正在这里接受治疗。2个月前,米克不幸遇到车祸,双手和胸部以下完全丧失知觉。他可以移 动手臂,但无法握紧手中的物体。如今,米克戴上了阿伯尔法特发明的“修复手套”。“修复手套”是一种植入了能模仿人手生物力学的特殊致动器和传感器的装置。这也是米克第一次试用这种手套,实验室所有人全都盯着他的手。 阿伯尔法特紧张地按下与米克身体连接在一起的电脑界面的控制杆,忽然间,米克的手自车祸以来第一次合拢了一下。他将在未来满怀希望利用自己的身体,因为他知道这仅仅是个开始。机械手研究实验室设计“修复手套”的目的是为了制造一种具有人工肌肉的“外衣”。这种“外衣”能够帮助人体重新运动。机械手研究实验室并不是世界上唯一一家从事人体功能研究的机构,全世界的科学家、程序设计员、发明者都在开发复制、替代人体结构或者帮助人体的创新技术。 仿生心脏 狗在人工心脏开发过程中发挥了重要作用。南美洲乌拉圭:1957年,科学家首次用外部半退化心脏替换了狗的心脏,而那时,现为蒙得维的亚著名心脏病专家的胡安·吉亚姆布卢诺博士还是个小孩。 心脏在被替换后,那条狗存活了90分钟,此事也被看作是人工心脏开发工作的第一个里程碑事件。大约20年前,当第一颗全人工心脏(TAH)被移植到病人身上时,吉亚姆布卢诺博士还只是一位心脏病专家。在看到这些粗糙的移植装置不断遭受失败后,吉亚姆布卢诺博士当时发誓将来一定要设计出真正可靠的人工心脏,移植者不仅能存活,而且还能维持相对正常的生活。 经过多年不知疲倦的工作后,吉亚姆布卢诺的发明差不多完成了。令人奇怪的是,他的发明与此前科学家的发明完全不同,看上去与真正的心脏无异。吉亚姆布卢诺说:“这是个秘密!”同位移植人工心脏(CATO)是一种能全面模仿人类心脏的装置,由血液室(心室)、阀(瓣膜)以及能把血液吸入肺动脉和主动脉的特殊致动装置组成。 吉亚姆布卢诺面临的最大挑战是要把包括电源在内的人工心脏装置移植到心脏通常所处位置的有限空间内。吉亚姆布卢诺曾经拿母牛做实验,并获得巨大成功,这也为他成功给同位移植人工心脏申请专利创造了有利条件。吉亚姆布卢诺将成功归结为"医学发明"的人工心脏装置,而他并不认同自己的发明是“工程发明”。 神经转化 神经转换技术将可以帮助像斯蒂芬·霍金这样的残疾人用神经信号同别人交流。英国剑桥大学卢卡斯数学教授、《时间简史》的作者斯蒂芬·霍金21岁时被诊断患有肌萎缩性侧索硬化(ALS),从那以后,除了几根手指外,霍金全身大部分活动功能都丧失了。霍金写有大量著作,并发表了多篇科学论文。多年来,他一直通过操作手中与电脑联网的拟声器键盘来发出声音。而现在他连这种能力都丧失了。尽管如此,他并没有丧失对未来的希望。 一位叫彼得·沙恩·福特的澳大利亚程序设计员开发出一套系统。福特目前居住在美国的华盛顿。根据这套系统,像霍金这样的人今后可以不再受到自身残疾的限制,只要通过神经信号的提示便能与别人沟通。在听说霍金遭受肌萎缩性侧索硬化疾病折磨的事情后,福特花多年时间开发出一种新型的人机联结界面:一个人可以利用皮肤表面电极接收神经信号,然后在经过人工智能分析后,便能够达到交流的目的。 2002年,福特开始与霍金合作改善这套系统。经过改善后,这套系统被称为神经转化技术。2004年初,美国华盛顿特区一个四肢瘫痪、不能说话的男子利用神经信号旋转电视,这也一举创造了历史。最近,福特还利用神经信号控制的声音合成电脑程序邀请客人参加他的21世纪生日派对。 耳朵看世界 大多数人都能想象看不见东西是什么样子。然而,只有少数人能想象出像蝙蝠一样通过声音感知方向。上世纪50年代,莱斯利·凯博士为英国海军开发探测潜水艇、鱼雷和地雷等水下物体的水下声纳技术时,就开始想象这个看似不可能的概念。当时在许多人看来,凯的想法简直就像天方夜谭。 1993年,他设计出一种声纳装置,这种装置能释放出超声波,还能发现其它物体和障碍物发出的反射。数据接着被转化成一连串能够听到的声音,这些声音在频率上与远处物体发出的声音相对应。可以想象,这有可能导致出现令人难以理解的噪音。但令人难以置信的是,经过少许的培训,人类大脑似乎能将下意识地将这些声音转化为空间想象。 如果要更好理解什么是空间想象,请按以下提示做练习:仔细看看你周围的物体,然后闭上眼睛,想象各种物体(比如身体一侧的桌子,背后的墙和地板上的球)出现在你身边的情况。这种感觉是空间想象或者意识的一部分。这项技术为凯赢得了1998年度世界通信创新奖,如今全世界的盲人将在利用这项技术自信地行走在他们不熟悉的区域。在安装上这种设备后,一些盲人甚至还能骑自行车,击打像棒球一样的抛射物。这种值得关注的“本领”正是大脑适应新感官信息的复杂能力的明证。 人造肌肉 2005年3月7日,世界将会首次看到人与“人造肌肉”驱动的仿生胳膊进行的摔跤比赛。研究人造肌肉的工作始于上个世纪40年代,但只是在最近的10年里才取得了较大发展,因为世界范围内的研究中心研制出了特种聚合体和智能材料。 明年的比赛将有三家研究中心参加,它们分别是加利福尼亚州的“SRI International”、新墨西哥州“环境遥控设备公司”和瑞士的“瑞士材料试验与研究联合实验”公司,代表人类参赛的是帕纳·费尔森。费尔森是圣迭戈学区成绩最优秀的高中学生。 确定在2005年3月进行的的这场比赛不论是帕纳获胜还是仿生胳膊获胜,加上人造肌肉研究的继续发展,未来我们很有可能看到世界上最强壮的人和最强大的仿生胳膊进行较量。 其实,让残疾人恢复原来的能力只是仿生科技的开始,现在谁也无法预测未来50年科技将如何影响人类的生活:我们能够用意识控制互联网吗?我们能否用我们的眼光操纵录像机?我们能够花钱买个好梦吗?这些设想听起来象天方夜谭,但谁敢说将来他们不会变成现实呢。

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