IT之家 2 月 19 日新闻，北京年夜学本日发文称，北年夜工学院王启宁教学课题组在智能能源下肢假肢范畴获得主要停顿，提出了一种受马尾草启示的折纸软体能源膝枢纽假肢。这一翻新假肢是国际首款软体膝枢纽假肢，为下肢假肢的计划供给了全新的思绪。IT之家查问发明，相干研讨结果已于 2024 年 12 月 30 日宣布于《Nature Communications》上。传统膝枢纽假肢多由刚性金属资料制成，功效模块自力，招致假肢体积年夜、分量重，且舒服性较差。跟着软体资料技巧的开展，越来越多的研讨开端摸索将软体资料利用于假肢计划，应用其低密度、和婉性跟减震性等上风。但是，软体资料的和婉性使得构造在承重时轻易发生不用要的变形，限度了其在膝枢纽假肢上的利用。为懂得决这一成绩，王启宁教学课题组初次提出了基于折纸构造的软体膝枢纽假肢计划。该假肢联合了折纸构造与气动把持技巧，可能在气压驱动下实现精准活动，满意差别地形跟功效的需要。假肢的重要组件由热塑性聚氨酯 3D 打印制成，膝枢纽单位分量仅为 300g，假肢团体高度为 15cm，存在较强的仿素性跟舒服性。▲ 折纸软体膝枢纽总览研讨团队在计划中鉴戒了马尾草的构造特征。马尾草的管状茎构造可能经由过程外环跟内环的协同感化无效抗弯折，为软体假肢供给了启示。经由过程模拟马尾草的受压内凹构造，课题组在折纸构造中计划了反面折纸跟气动腔体，从而晋升了假肢的刚度跟承重才能。经由过程调剂气腔内的压力，研讨团队可能实现假肢刚度的静态调理，模拟马尾草的细胞液压机制，以顺应差别的外部压力。别的，折纸构造的加固计划无效限度了非须要的形变，晋升了活动精度跟舒服度。▲ 仿马尾草抗弯折机制的软体构造计划经由过程试验室测试，研讨团队验证了软体膝枢纽假肢的气动把持、力矩输出跟承载才能等机能。试验成果标明，软体膝枢纽假肢可能模仿人体膝枢纽的滚动核心，存在较强的缓冲才能跟精准的活动把持，可能在较低气压下承载超越 75kg 的分量，且自动输出伸膝力矩超越 25Nm。在现实行走试验中，三名残疾人参加了软体假肢的试用。成果表现，受试者可能以畸形步速跟较快步速行走，并表示出较好的步态对称性。软体假肢不只晋升了残疾人的行走舒服性，另有效增加了行走中的打击力。▲ 残疾人多地形行走试验成果别的，软体膝枢纽假肢在多种地形下表示出优良的顺应性，可能支撑残疾人高低楼梯、斜坡行走及逾越阻碍物，证实了其多功效性跟现实利用潜力。
