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可由大脑控制的高仿真假肢研究进展

作者:管理员 中国假肢矫形网 2014-05-19

据美国福克斯新闻网124日报道,作为美国国防部高级研究项目局革新假肢项目的一部分,约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室的模块化假肢是迄今为止最为先进的假肢之一。

报道称,这种假肢能像真的手臂一样活动,而且几乎可以做任何事。经过5年的研发,现在它可以完成弹钢琴、投球、端杯子喝咖啡等动作。最终的目标是实现像真正肢体一样的自然运动。这种假肢的重量和外观都和真正的手臂差不多——除了它是由金属制成。而且与真正的手臂一样,它是由大脑控制的。

报道指出,目前普遍使用的假肢可能都让使用者感到失望。可活动假肢能完成一些动作,但它们很难控制,而且有时还会出故障。2006年,国防部高级研究项目局发起了革新假肢项目,旨在通过两个先进的项目来加快假肢技术的发展,这两个项目是第三代假肢系统和模块化假肢。目标是让使用者能够更好地控制假肢的手和手臂。通过连接大脑的传感器,使用者可以激活每个手指,完成一系列动作,并感受到抓握和运动的感觉。像张开手掌或捡起一个棒球这样的简单动作都需要大脑中的复杂工作。国防部高级研究项目局和约翰斯·霍普金斯大学的项目将这些动作背后的复杂程序简化成了简单的思维。

报道称,控制假肢的方式有多种。一些患者接受了神经移植术的手术,将传感器植入他们的肩膀、胸部或残余的肢体来指挥人造臂。另外一些人使用了非手术方法,他们也能完成捡纽扣这类动作。报道指出,为实现“自然”手和手臂的目标,这种假肢有5个灵巧的手指,能完成许多任务。它还有一个可弯曲扭转的手腕,一个能弯曲并承重的手肘,一个灵活的肩膀,让手可以摸到后背。

设计者还希望让它拥有仿真的皮肤——甚至还会起皱纹——同时又能抗老化和抗撕裂。另外这种皮肤还能有“感觉”。另一个大挑战是利用病人的中枢神经系统来控制这个人造手臂——这项工作证明,让装有假肢的病人有触感是可能实现的。