星期一, 12月 22

截肢者能同時控制兩個機械義肢

在通過大腦控制的機械義肢的研究上,我們又取得了進展。40年前,Les Baugh在一電擊意外故中失去了雙臂。今天,現在他成了世界上第一個同時裝備機械義肢的使用者,他現在只需過思想就能控制義肢。


他的機械義肢由約翰-霍普金斯大學研發,整個過程名為“目標肌肉神經移植”的外科手術,將現有的神經重新分配,部分將會連接到機械義肢上。這是一個相對較新的手術,需要將原先控制手臂和手的神經進行重新分配,這樣才能讓截肢者僅僅通過思想就能控制機械義肢的動作。



在裝備機械義肢前,Baugh需要學會如何使用它們,有着大量的教程。

首先,他需要學會使用模式識別系統,該系統通過模式識別算法識別出單個的肌肉單元,並揭示出它們是如何交流的,它們的振幅和頻率;然後這些信息會轉換成控制機械義肢的指令。
然後,他需要配備一個特製接口,它們與再分配後的神經相連,並能作為機械義肢的支架。有了這些,Baugh可以在虛擬環境中訓練如何使用新肢體,並允許研究團隊對設備進行微調。
只有同時完成手術和訓練過程,Baugh才能夠裝上機械義肢。裝上後,Baugh成功完成了數個測試任務。其中一個任務是將一隻杯子從一個貨架移到另一個更高的貨架上,這個任務要求8個獨立動作協同完成。

所做的任務都模擬日常生活中最基本的動作。這點非常重要,目前市面上的機械義肢做不到這點。僅僅訓練了10天,Baugh就能做到這些。

他的表現也超出系統的預測,實際上他在這麼短時間中學習動作的速度,以及他掌握的動作已經大大超出預期。這個結果令人震驚,他能夠同時控制兩隻機械義肢進行一系列的動作,這也是世界上首次實現同時進行雙手控制。

下一步就是讓Baugh戴着機械義肢回家,讓他在日常生活中練習。

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