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加州大学尔湾分校新闻

机械手臂,一种为你的iPhone消毒的设备,以及其他机械工程奇迹

“医生或外科医生的技能在多大程度上取决于他们能感觉出什么问题?”机械工程专业五年级学生奥里翁·威尔默丁(Orion Wilmerding)问道。

威尔默丁站在一个简化的机械臂前,机械臂的肘部和肩部关节处有暴露的马达和同步带。附近,一个感兴趣的学生胳膊上绑着一系列的马达和传感器。

这两条手臂是“阿凡达系统”的一部分,该系统允许人类远程操作机器人,由威尔默丁和其他四名东北机械工程学院的学生设计。

威尔默丁说:“患者需要接受80多个小时的远程手术训练,但他们却无法真正感受到手术过程。”“当你安装一个有触觉反馈的阿凡达系统时,就好像你真的在那里一样。”

当佩戴者移动手臂时,机器人手臂也以同样的方式移动。当机械手臂接触到一个物体时,这种感觉会传递给佩戴者。这种系统可以帮助医生远程与病人交流,改善对被派往灾区的机器人的控制,或者在不危及人类生命的情况下帮助拆除爆炸装置。

威尔默丁说:“它为机器人系统增加了那种程度的人情味。”

是一台自适应棒球投球机,在跨学科的科学与工程综合体的机械工程顶点展示会上展出。照片由Ruby Wallau/东北大学拍摄

该设计是一个机械工程的总结性项目,它让学生有机会完成一个多学期的团队项目,应用他们在东北大学学到的知识和技能。这只是在一个大雪纷飞的周二,在波士顿跨学科的科学与工程综合大楼展示的众多顶点项目之一。

在过去的六个月里,机械工程专业的学生们设计并制作了一个电池驱动的水净化系统的原型,一个能加快尼日利亚可可豆加工速度的机器,一个能帮助进行皮肤癌手术的扫描仪等等。

照片由鲁比·瓦劳/东北大学提供

布兰登·戈尔茨坦(Brandon Goldstein)和他的队友一直在与一家初创公司合作,设计一种可以从石油和天然气公司的废料中提取更多石油的离心机。

戈尔茨坦说,目前,从地下油井中提取的石油有3%到6%没有进入炼油厂。它与废水、盐和沉淀物混合在一起,这些公司花钱请别人处理。学生们用离心机快速而平稳地旋转这种材料,让油从污染物中分离出来。

戈尔茨坦说:“这不仅在经济上对整个行业有利,而且对环境也有利。”“这是对我们现有资源的最佳利用。”

在跨学科的科学与工程综合大楼的机械工程顶点展示期间,一个手机消毒装置清洁手机。照片由Ruby Wallau/东北大学拍摄

另一个团队正在解决一个近在咫尺的问题:我们手机上的微生物。

米兰诺说:“我们每天都在使用手机。“手机基本上是我们自身的延伸,正因为如此,我们认为手机可能是细菌的蓄水池。”

研究小组成员在自己的手机上测试了这些菌落,并着手设计一种清除它们的方法。他们创造了一个盒子,在24秒的周期内,用超细纤维布擦拭手机表面,并将其暴露在紫外线下。

“我们在生物实验室用大肠杆菌做了很多测试,”Milano说。“经过10秒钟的紫外线照射和擦拭,我们杀死了大部分细菌。”

照片由Ruby Wallau/东北大学提供

附近的一个组织也关注卫生。学生们制作了一个工具包来清洁牙齿工具,比如校准器或固定器。其中一件是一个便携的箱子,用30秒周期的紫外线消毒。第二部分,打算在家里插电,使用超声波振动来清洁污渍和碎片。

“我们在东北大学的光学实验室进行了测试,用婴儿食品和可口可乐的混合物进行了染色,用巧克力糖霜进行了碎片污染,”为该项目提供咨询的当地牙医建议使用这种混合物,今年12月即将毕业的迈克尔布罗克曼(Michael Brockman)说。

布罗克曼和他的队友打算为他们的技术申请专利。其他项目是更大设计的第一步——在2022年的比赛中,遥控手臂将成为控制人形机器人的整套装备的一部分。

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新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.northeastern.edu/2019/12/03/robotic-arms-a-device-that-disinfects-your-iphone-and-other-mechanical-engineering-wonders/