可穿戴机器外骨骼设计构想
前言
当今世界,科技越来越多地影响这文明的发展。也许起源于地球的文明,终将会拓展到星际文明,“星辰大海”不再是美好的幻想。而阻碍文明拓展的一个重要因素是人类的躯体。人类的躯体渺小而又脆弱,同时思维意识又无边无际,某种程度上,人类的躯体限制了思维意识,这似乎也是文明发展的一个桎梏。与此同时,AI也在当今社会起着越来越多的作用。以致有人说AI文明会替代人类文明。而事实上,个人觉得最大的可能是:人类智慧与AI智慧将会融合。但目前而言,人类的古老躯体同样限制这融合的程度。
基于以上的原因,以及人类对无限寿命的渴求,我们似乎可以得到这样一个结论:人造躯体会替代人类本身躯体。试想一下,人类的思维意识能够与人造躯体融合,那么人类将彻底地摆脱蛋白质肉体的束缚,寿命也将极大地增强,宇宙环境也可以轻松适应,星际远航也不需要额外冬眠维生装置,人类文明将彻底适应太空环境。
如果这是一种未来的趋势,大致可以按照如下的环节发展:
- 人工智能、体外骨骼载体等技术的独立发展;
- 人造器官、智能设备等技术与体外骨骼融合为新的人类躯体;
- 人类脑部与新人类躯体的融合,即思维、意思与人造躯体的融合。
基于以上的设想的科幻情节,一种优越的外部骨骼将是一切的开始,简化后的外部骨骼应具备如下的特征:
- 外骨骼具备极高的自由度,能够适应人了的大部分动作要求,并且能够提供一定的外部助力;
- 能够辅助人类实现特定动作,例如人类无法行走是,能够帮助人类躯体实现动作。
对此,我们提供了一种能够初步实现这种需求的设计思路。
总体结构
设计方案包括外骨骼模块、传感器、动力驱动系统以及机械手臂外设构成。
模块介绍:
- 模块1/9:【右/左臂】
- 模块2/8:【右/左手】
- 模块3/6:【右/左腿】
- 模块4/5:【右/左脚】
- 模块7:【腰部】
- 模块10:【背部】
传感器:传感器的作用是获取动作意图。主要由多组依附在器件内测的压力传感器组成。
动力驱动系统:根据驱动单元的运动方式,动力系统分为两类:旋转动力系统和伸缩动力系统。其中旋转动力系统一般为电机及其齿轮组件,主要为转动关节提供动力;伸缩动力系统主要是液压系统,当然也可以是其他的驱动方式,主要用途是为外骨骼系统提供更大的动力输出,主要用于腿部或者手臂等需要较大力气大的部位。
手部的设计:针对手部的设计,存在两种方案,一是将手部全包裹,二是将手部设计为外延组件。考虑到手指的灵活性以及整体需要手指提供指令,所以在本版本的设计中,手部作为外延组件,手臂单元的末端配置控制盒,手指在控制盒内控制外骨骼的运动。
参考工程链接:
gitee:https://gitee.com/andy2990/ware_robot
github:https://github.com/andy2990/robot_clothes
语雀:https://www.yuque.com/andy2990/dghmyf/if3fkp
说明:
1)本设计为个人业余爱好,仅仅是为个人构想的一点工程设计尝试,不保证工程的可用性;
2)工程正在完善过程中,可能随时更新设计;
3)软件solidworks2021;
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