2024-06-30 11:24 来源：本站编辑
剑桥大学的研究人员开发了一种可控制的假体，人们可以很快学会使用它来拿起和操纵物体。在英国皇家学会夏季科学展览上的测试表明，该设备适用于广泛的人群，98%的参与者在一分钟内成功使用它。该研究强调了技术包容性设计的重要性，确保所有用户，包括边缘化社区的可访问性。资料来源:Dani Clode设计与塑性实验室
剑桥大学的研究人员已经证明，公众可以很快掌握一种名为“第三拇指”的机器人假肢，从而提高了手的灵活性。这项研究强调了这一点包容性设计的重要性，以确保技术使每个人受益，并在不同人口统计数据的性能方面取得重大发现。
剑桥大学的研究人员证明，人们可以很快学会控制假肢多余的拇指，被称为“第三根拇指”，并有效地使用它来抓取和处理物体。
该团队在不同的参与者身上测试了机器人设备，他们说这对于确保新技术的包容性和对每个人都适用至关重要。
未来技术的一个新兴领域是运动增强——使用机动可穿戴设备，如外骨骼或额外的机器人身体部位，来提高我们的运动能力，超越目前的生物限制。
虽然这些设备可以改善希望提高生产力的健康人的生活质量，但同样的技术也可以为残疾人提供与环境互动的新方式。
第三根拇指帮助使用者打开瓶子。来源:Dani Clode Design / The plastic Lab
剑桥大学医学研究委员会(MRC)认知与脑科学部门的塔玛尔·马金教授说:“科技正在改变我们对人类的定义，机器越来越多地成为我们日常生活的一部分，甚至是我们的思想和身体。”
“这些技术开辟了令人兴奋的新机会，可以造福社会，但至关重要的是，我们要考虑如何平等地帮助所有人，特别是那些经常被排除在创新研究和开发之外的边缘化社区。”为了确保每个人都有机会参与并受益于这些令人兴奋的进步，我们需要在研发过程的早期阶段明确地整合和衡量包容性。”
马金教授实验室的合作者达尼·克洛德(Dani Clode)开发了第三根拇指，这是一种额外的机器人拇指，旨在增加佩戴者的活动范围，增强他们的抓取能力，并扩大手的承载能力。这允许用户执行可能具有挑战性或单手无法完成的任务，或执行复杂的多手任务，而无需与其他人协调。
第三个拇指戴在与生物拇指相反的手掌上，由放置在每个大脚趾或脚下的压力传感器控制。右脚趾的压力将拇指拉过手掌，而左脚趾的压力将拇指向上拉向手指。拇指的运动程度与施加的压力成正比，释放压力会使拇指回到原来的位置。
2022年，该团队有机会在一年一度的皇家学会夏季科学展览上测试“第三根拇指”，所有年龄段的公众都可以在不同的任务中使用该设备。研究结果发表在今天的《科学机器人》杂志上。
在五天的时间里，研究小组对596名参与者进行了测试，他们的年龄从3岁到96岁不等，人口背景也很广泛。在这些孩子中，只有四个人不能使用第三根拇指，要么是因为它不能安全地贴合他们的手，要么是因为他们不能用脚控制它(专门为展览开发的压力传感器不适合体重很轻的孩子)。
不同用户佩戴的第三根拇指。来源:Dani Clode Design / The plastic Lab
参与者有一分钟的时间来熟悉设备，在此期间，团队解释如何执行两项任务中的一项。
第一项任务是用第三根拇指一次一个地从钉板上拿起钉子，然后把它们放在篮子里。参与者被要求在60秒内移动尽可能多的木桩。333名参与者完成了这项任务。
第二项任务是使用第三根拇指和佩戴者的生理手来操纵和移动五到六个不同的泡沫物体。这些物体形状各异，需要使用不同的操作方法，这增加了任务的灵活性。再一次，参与者被要求在最多60秒内把尽可能多的东西搬进篮子里。246名参与者完成了这项任务。
几乎每个人都能马上使用这个设备。98%的参与者能够在使用第三根拇指的第一分钟内成功地操纵物体，只有13名参与者无法完成任务。
参与者之间的能力水平各不相同，但性别之间的表现没有差异，惯用手也没有改变表现——尽管拇指总是戴在右手上。没有确凿的证据表明，那些被认为“双手灵巧”的人——例如，他们正在学习演奏乐器，或者他们的工作涉及到手工灵巧——在这些任务中表现得更好。
在使用新技术时，老年人和年轻人的能力水平相似，尽管对老年人的进一步调查显示，随着年龄的增长，表现会下降。研究人员说，这种影响可能是由于与衰老有关的感觉运动和认知能力的普遍退化，也可能反映了世代与技术的关系。
年龄较小的孩子的表现普遍较差。在13名无法完成任务的参与者中，有6名年龄在10岁以下，而在完成任务的参与者中，年龄最小的孩子往往比年龄较大的孩子表现得更差。但即使是年龄较大的儿童(12-16岁)也比年轻人更挣扎。
达尼说:“增强是关于设计一种与技术的新关系——创造一种超越工具的东西，成为身体本身的延伸。”鉴于人体的多样性，可穿戴技术的设计阶段尽可能具有包容性是至关重要的。同样重要的是，这些设备对广泛的用户来说是可访问的和功能性的。此外，它们应该易于人们快速学习和使用。”
合著者Lucy Dowdall，同样来自MRC认知和脑科学部门，补充说:“如果运动增强-甚至更广泛的人机交互-要成功，它们需要与用户的运动和认知能力无缝集成。”我们需要考虑不同的年龄、性别、体重、生活方式、残疾，以及人们的文化、经济背景，甚至是对科技的喜好。要实现这一目标，对大量不同群体的个体进行身体测试至关重要。”
缺乏包容性设计考虑导致技术失败的例子数不胜数:
自动语音识别系统 事实证明，将口语转换为文本的人听白人的声音比听黑人的声音表现得更好。一些增强现实技术被发现对肤色较深的用户效果较差。女性在车祸中面临更高的健康风险，因为汽车座椅和安全带的设计主要是为了在碰撞测试中容纳“平均”男性身材的假人。当左撇子被迫使用非惯用手操作时，为右手主导使用或握持而设计的危险动力和工业工具导致了更多的事故。参考文献:“在一个大而多样的样本中评估手部增强装置的初始可用性”，作者:Dani Clode, Lucy Dowdall, Edmund da Silva, Klara sel
这项研究由欧洲研究委员会、惠康基金会、医学研究委员会和工程与物理科学研究委员会资助。
