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首创仿生手臂是截肢者“自然的手”,能直观感受触摸、控制抓握运动

前瞻网    2021-09-02 20:35

 

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一项新发现发表在《科学》期刊下的机器人子刊,克利夫兰医学中心的研究人员为上肢截肢的患者首创了一种仿生手臂,使佩戴者能够像肢体完整的人一样行为和活动。

与阿尔伯塔大学和新布朗斯维克大学一同合作,研究小组研发了这个仿生系统,结合了三个重要的功能,即直观的运动控制、触摸和抓握运动感觉,即张开和闭合手的直观感觉。

这个仿生系统是首个在假肢的神经-机器接口上,同时测试三种感觉和运动功能的系统。神经-机器接口与佩戴者的肢体神经相连,它使患者在想要使用或移动假肢时,能够从他们的大脑向假肢发送神经冲动,并接收来自环境的物理信息,再通过神经将其传递回他们的大脑。

首席调查员、克利夫兰诊所勒纳研究所生物医学工程系副教授Paul Marasco博士解释,这个复杂的仿生系统对假肢进行了修改,使佩戴者能够更直观地移动他们的假肢,同时感受到触摸和运动的感觉。

研究人员在两名上肢截肢者身上测试了这个仿生手臂,并让他们执行日常基本的需要手和手臂反映功能的任务。研究人员利用他们新开发的评估工具,评估并比较使用仿生手臂与传统假肢的截肢者的表现,还比较了使用新仿生手臂的人,在三种感觉和运动模式同时启用与单独启动时的表现。

Marasco博士说,使用传统假肢的人不能用他们的肢体去感受。传统假肢佩戴者在使用假肢时必须不断地观察着假肢的情况,当他们的手用力过大或过小时,很难纠正错误。

但是使用这个新仿生手臂,佩戴者不再需要时刻观察着他们的假肢,他们可以不用看就能找到东西,而且他们可以更有效地纠正错误。

Marasco博士认为,在过去的十至二十年里,假肢的进步帮助佩戴者更好地管理自己的日常生活。有了新的仿生肢体,佩戴者就像拥有了一只自然的手。这个仿生手臂,第一次让上肢截肢者能够像健全人一样‘思考’,这意味着为假肢佩戴者提供了重新融入日常生活的新突破。

前瞻经济学人APP资讯组

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