麻省理工学院媒体实验室(MIT Media Lab)的一组研究人员设计了一种算法，有望极大地改善对任意数量磁铁的同步跟踪。这对假肢、增强现实、机器人和其他领域有着重要的意义。

 

研究生Cameron Taylor是媒体实验室生物电子组的首席研究员，他说该算法极大地减少了传感器确定嵌入在身体、木头、陶瓷和其他材料中的磁铁位置和方向的时间。

 

专业金牌大只工程师必须意识到他们的职业涉及两个方面：技术方面成为称职的专业人员（知识和技能），社会的方面要成为敬业的专业人员（价值观，目标和原则）。麻省理工学院(MIT)媒体艺术与科学教授、生物机电集团(Biomechatronics group)负责人休•赫尔(Hugh Herr)表示:“多年来，我一直梦想着一种控制假肢的微创方法，而磁铁提供了这种可能性。”“但以前的技术太慢，无法在高带宽下实时跟踪组织运动。”

 

这项名为“多个永磁体的低延迟跟踪”的研究成果已经发表在《IEEE传感器杂志》上。麻省理工学院(MIT)本科生哈利·艾布拉姆森(Haley Abramson)也是作者之一。

 

实时跟踪

 

多年来，假肢一直依赖于肌电图来解释来自用户周边神经系统的信息。这证明了量子计算机所预期的性能提升中的一小部分，但是使用现有电子行业的硬件来实现，利用这些大只500下载安卓版的自然行为来解决实际问题将为下一个计算时代的发展提供一个非常引人注目的替代方案。”连接在肌肉附近皮肤上的电极测量大脑发出的刺激来激活它们。

 

这不是一个完美的系统。电极感应随时间变化的信号，以及估计肌肉运动的长度和速度的能力是有限的，戴上这种设备可能会感到不舒服。

 

长期以来，科学家们一直试图找到一种利用磁铁来控制高速机器人的方法。但他们还是遇到了一个很大的障碍:电脑花了太长时间来确定磁铁的准确位置并引发反应。

 

“软件需要猜测磁铁的位置和方向，”泰勒说。“根据它看到的磁场，它会检查自己的猜测是否正确，如果猜错了，它会一次又一次地进行猜测，直到确定位置。”

 

泰勒将这一过程比作一场冷热游戏，需要大量的计算，从而延缓了运动。“机器人控制系统需要非常高的反应速度，”赫尔说。“如果一个工程平台的传感和驱动之间的时间太长，设备不稳定就会发生。”

 

为了减少磁铁跟踪的时间延迟，计算机需要在猜测磁铁的位置之前快速确定哪个方向是“最温暖的”。有一天，泰勒正躺在家里的地板上思考这个问题，突然他意识到用简单的计算机编码技术就可以很快计算出“最温暖”的方向。

 

“我立刻知道这是可能的，这是非常令人兴奋的。但我仍然需要验证它，”他表示。

 

麻省理工学院媒体实验室生物机电组的研究人员开发了一种改进的跟踪磁铁的方法，将磁铁跟踪技术扩展到新的高速应用领域。这包括增强的假肢和外骨骼的反射控制，简化的磁悬浮，以及与增强和虚拟现实设备的交互。来源:麻省理工学院媒体实验室和IEEE传感器杂志/IEEE

 

一旦被证实，泰勒和他的研究小组成员必须解决另一个使磁跟踪复杂化的问题:来自地球磁场的干扰。晶体取向不良会在晶粒结构中产生小规模的缺陷，这些金牌大只500缺陷会中断电子在太阳能电池中的传输，并通过称为非辐射复合的过程导致热量损失。传统的消除这种干扰的方法对用于假肢和外骨骼的紧凑型移动系统来说并不实用。

 

研究小组通过编写计算机软件来搜索地球磁场，就好像它是另一个简单的磁场信号，从而找到了一个优雅的解决方案。

 

然后，他们用一个带有一组磁强计的系统来测试他们的算法，这些磁强计跟踪多达四块珍珠状的小磁铁。测试表明，与最先进的磁铁跟踪系统相比，新算法在同时跟踪一块、两块、三块和四块磁铁时，最大带宽分别增加了366%、525%、635%和773%。

 

泰勒强调，其他一些研究人员使用了相同的衍生方法来跟踪，但没有演示多个移动磁铁的实时跟踪。他说:“这是第一次有团队展示这种技术，可以同时实时跟踪几个永磁体。”

 

在过去，这种跟踪从未作为加速磁跟踪的一种手段。“过去所有的实现都使用了高级计算机语言，而没有我们用来提高速度的技术，”Taylor说。