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人工智能驱动的仿生手恢复自然、直观的抓握能力

2026-04-09 19:00 Jacob A. George et a Nature Communications 阅读 0
核心摘要: 一项新研究将人工智能与接近和压力传感器集成到商业仿生手中,使截肢者能以自然、直观的方式抓取物体,减少认知负担。通过训练人工神经网络,每个手指独立感知物体并自动调整位置,提高了抓握的安全性和精确度。参与者执行日常任务时精神负担显著降低,无需大量训练。该共享控制系统平衡了人类意图与机器辅助,实现了轻松逼真的假手使用,相关成果发表于《自然·通讯》。

一项新研究表明,将人工智能与先进的接近和压力传感器集成到一个商业仿生手中,可以使截肢者以自然、直观的方式抓取物体,从而减少认知负担。通过在抓握姿势上训练人工神经网络,每个手指都可以独立“看到”物体并自动移动到正确的位置,提高了抓握的安全性和精确度。参与者在进行日常任务(如举杯和捡起小物品)时,精神负担大大减少,无需大量训练。这种共享控制系统平衡了人类意图与机器辅助,实现了轻松、逼真的假手使用。该研究发表在《自然·通讯》杂志上。

自然控制

启用AI的手指使用接近和压力传感器形成稳定、直观的抓握。参与者以更少的脑力劳动和更高的精度执行任务。这种共享自主系统融合了用户控制和AI辅助,以避免冲突并增强灵巧性。研究人员通过在TASKA Prosthetics制造的假手上安装定制指尖来解决第一个问题。除了检测压力外,这些指尖还配备了光学接近传感器,旨在复制最精细的触觉。例如,手指可以检测到有效失重的棉球掉落在它们上面。

共享自主

为了解决第二个问题,他们在接近数据上训练了一个人工神经网络模型,以便手指自然移动到形成完美抓握物体所需的精确距离。因为每个手指都有自己的传感器并且可以“看到”它前面的东西,所以每个手指并行工作,在任何物体上形成完美、稳定的抓握。但还有一个问题仍然存在。如果用户不打算以那种精确的方式抓握物体怎么办?例如,如果他们想张开手放下物体怎么办?为了解决这最后一个难题,研究人员创建了一种受生物启发的方法,涉及在用户和AI代理之间共享控制。这种方法成功的关键在于找到人与机器控制之间的正确平衡。


参考信息
“Shared human-machine control of an intelligent bionic hand improves grasping and decreases cognitive burden for transradial amputees” by Jacob A. George et al. Nature Communications

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