Arduino 單板微控制器最初是為千禧年初期的學生和自己動手 (DIYers) 設計的。然而,它們越來越多地找到進入商業產品的途徑。這種趨勢在假肢和人體增強領域尤為明顯,它們已成為標準組件之一。事實上,Arduino 技術的使用已經變得如此普遍,以至于Microchip Technology及其子公司Atmel等成熟的微控制器制造商在其產品中包括越來越多的基于 Arduino 或 Arduino 兼容的硬件。
Arduino 技術具有提供完整解決方案的優勢,包括:
一種易于使用但復雜的編程語言(有時稱為 Arduino C),可以通過插件和 C++ 庫進行擴展,并包含一個命令,用于通過任何運行 Linux、OSX 或 Windows 的計算機上的 USB 端口刷新設備的固件。
可以使用插件擴展的集成開發環境 (IDE)。
一個由來自各行各業的志愿者和受薪雇員組成的龐大而活躍的社區,他們提供修改建議。
開源軟件和硬件,包括根據知識共享許可發布的大量計劃和規范,所有這些都可以顯著縮短開發和上市時間。
除了這些優勢外,Arduino 板,例如廣泛使用的Arduino Uno和Arduino Mega 微控制器板, 成本低。保守估計,使用 Arduino Technologies 制造的設備成本通常不到傳統專有標準制造設備的十分之一。例如,據報道是第一個開源機器人外骨骼的項目 ALICE 的成本不到 1,000 美元,而專有公司生產的同類產品的成本大約是它的八十倍。即使考慮到成本超支,這種價格差異也使得低收入者或飽受戰爭蹂躪的發展中國家能夠負擔得起基于 Arduino 的假肢。同樣重要的是,促進發展的資金障礙已大大降低。
鑒于這些優勢,以 Arduino 為基礎的假肢和人體增強設備正在以各種經驗和專業水平生產,這不足為奇。在最簡單的層面上,業余愛好者網站提供假肢筆架和用于加熱和觸摸的傳感器,而 Kickstarter 項目最近獲得資助,用于生產一套學生可以負擔得起的機器人外骨骼。同樣,Arduino 主站點提到了一個由擋風玻璃雨刷電機構建的輔助外骨骼臂,由 Arduino 板控制,構建成本約為 100 美元。其他此類項目可以在 Instructables.com 和 DIYers 網站 Hackaday.io 上找到,Instructables.com 是教師發布課程計劃和課堂項目的網站。在 Arduino 技術證明自己之前的十年前,這樣的項目是不可想象的。
在商業層面,基于 Arduino 的設備甚至更加復雜。除了預期的截肢假肢和外骨骼的開發之外,人們正在努力向更奇特的方向發展。麻省理工學院媒體實驗室的 Gershon Dublon 和 Joseph A. Paradiso 開發了 Tongueduino,這是一種附著在舌頭上的電極網格,可為盲人提供空間和方向數據。Tongueduino,通過 Arduino 控制器運行,并連接到多個環境傳感器之一。每個傳感器都可以記錄電磁場、視覺數據、聲音、環境運動——任何可以轉換成電子信號的東西。
在各個層面,開發基于 Arduino 的假肢和人體增強技術的大部分工作都集中在 e-Nable 上。e-Nable 始于 2011 年,當時創始人 Ivan Owen 開發了一個功能性的木偶手,可以佩戴到賽博朋克大會上,并發布了一段視頻,展示了在線制作手的過程。該視頻引起了殘疾人的回應,他們要求為自己購買類似的設備。從那時起,e-Nable 發展成為一個 Google 小組,并最終成為一個項目。如今,e-Nable 擁有 20,000 名成員,他們共同開發了大約 7,000 種設備,其中大部分都是基于 Arduino 技術構建的。除了通常的論壇外,該站點還包括原理圖、博客和特色項目文章、資源列表以及世界各地分會的籌款項目。E-Nable 的關于頁面將其成員描述為“制造商、修補匠、
基于 Arduino 的假肢和人體增強設備的開發才剛剛開始顯示結果。許多項目的努力尚未獲得醫學認證,盡管缺乏并不能阻止它們被使用。毫無疑問,這些領域的一些努力會失敗,但是,因為它們是開源的,他們的努力不會白費,任何有用的東西都可以被其他人利用。但是,無論發生什么,Arduino 技術已經對這些領域產生了重大影響,并且很可能在未來幾年繼續如此。
審核編輯:湯梓紅
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