新研究!新型仿生手取替老式假肢,可借助电极,通过意念控制新手

发布时间:2019-02-26

新华社日内瓦2月24日电(记者刘曲)瑞士、意大利和德国研究人员近日成功开发出一种新型仿生手,能实时传递位置和触觉信号,让患者重新在运动时和运动后即时、准确地感知肢体位置,从而提高本体感觉敏锐度。相关研究已在美国《科学·机器人学》杂志上发表。

 

触觉仿生手直接与中枢神经系统连在一起,也就是说移植者可以直接控制它,它将是第一个提供实时感知反馈的仿生手。

 

目前使用的肌电假体虽然能让截肢患者利用前臂的残余肌肉功能重新获得对假肢的自主运动控制,但仍然缺乏感官反馈。这意味着患者必须严重依赖视觉线索,无法感觉到假肢是其身体的一部分,使用起来也很不自然。因此,科学家希望这项重大突破能为新一代假肢铺平道路,研制出能像真肢体一样提供更逼真的感觉,且更加灵巧的假肢。让接受这种仿生手的人可以借助电极,通过意念控制新手,而且它们还能把信号传输给大脑。



瑞士洛桑联邦理工学院、意大利圣安娜高等研究学院和德国弗赖堡大学等机构的研究人员经过10年的机器人研究,开发出的新型仿生手能使截肢患者恢复接近自然的微妙触觉。

 

研究人员在截肢患者残端植入电极来发送电脉冲,通过内部刺激重新建立外部信息流。患者在接受培训后,逐渐学会如何将这些脉冲转化为本体感觉和触觉感受。若他能摆动仿生手上的手指、攥成拳头,并握住物体,或还能感觉到针正在刺入这个新手掌,意味着他能从完全与胳膊连接在一起的这个新模型中得到从指间、拇指、手掌和手腕传来的感知反馈。

 

新设备使患者无需用眼查看,就能伸出仿生手去感受物体的形状、位置、大小等信息。目前这一技术已成功使两名截肢患者获得了很高的本体感觉敏锐度,两名患者使用假肢确定4个物体大小和形状的成功率已达到75.5%。


 


研究人员表示,这种基于神经内刺激的感官替代设备可实时为患者提供位置反馈和触觉反馈,而大脑完全能综合这些信息。患者在培训后实时处理这两种反馈的效果极佳,几乎就和使用真手一样。

 

对伤残人士来说,老式假肢在很大程度上只是摆设,而没有实际功能。但仿生手臂却可以让患者通过思维控制其运动,而且还能重新享受到久违的触摸感觉。这项发明将给截肢者带来真正的希望,它将是世界上第一款给人实时传感反馈的假肢。 

 

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