科學家研發未來派仿生手臂使用微型機器人使截肢者恢復自然反射能力

據外媒CNET報道，盧克·天行者的機械假肢不僅僅是科幻小說中的幻想，科學家們已經設計了一個”仿生手臂”，它從微型機器人那裡獲得幫助，以重新創造失去上肢時失去的重要感覺。這些機器人通過安全地振動截肢部位的肌肉來實現這一目的。

根據Grand View Research公司2021年的一份報告，到2028年，全球假肢和矯形器市場價值預計將達到80億美元以上，但人造假肢已經遇到了一個機械障礙。它們無法真正說明許多在日常生活中幫助我們的直觀感覺，例如張開和合上雙手的感覺。

克利夫蘭診所勒納研究所生物醫學工程系副教授 Paul Marasco解釋說：“我們仍然在使用在二戰前後達到頂峰的技術，”他是周三發表在《科學機器人》雜誌上的關於新型仿生手臂研究的主要作者。

雖然還有其他幾個團隊在研究仿生手臂，但 Marasco稱他的版本有幾個優點。這個具有科幻外觀的裝置通過大約只有標準火柴盒一半大小的強大機器人將信息直接轉換到大腦中。在將“思想”轉化為行動的同時，手臂可以同時與大腦聯繫，提供與該預期行動相對應的感覺。

該假肢似乎是第一個同時測試其優於典型假肢的多項指標的仿生手臂，這些指標表明，它精確地複製了自然手臂的力學原理，足以恢復使用它的截肢者的無意識反射。傳統的假肢無法重新創造這種無縫的運動，因為它們是以手動方式運行的–截肢者必須一直盯着它們，並擔心非殘疾人通常歸咎於直覺的事情。

在對兩名研究對象進行測試並使用前所未有的分析工具后，研究小組興奮地發現，研究對象恢復了截肢前的反射性行為，包括直觀的握力和自然的眼球運動–他們可以將視線從肢體上移開。

金屬手臂需要三個組成部分：神經末梢的重新排列，作為一種控制中心的微型機器人和仿生手臂本身。

首先，一個手術過程將截肢者在手臂健康部分未使用的神經末梢–那些曾經專門用於切除的部分。”你的大腦就像，’我的手指與肌肉相連’，它只是不知道那是你肩膀上的肌肉，而不是你前臂上的肌肉，”Marasco解釋說。

仿生手臂被放置在截肢部位，微型機器人被裝入接受腔。這些機器人壓在該部位的相關區域，當病人使用手臂時，刺激現在連接的神經末梢。

Marasco說：“你可以使他們的肌肉產生這些真正有趣的東西–這些複雜的手部運動的知覺幻覺。”

研究人員修改了現成的假肢，而不是從頭開始。他們希望將這些設備快速送入康複診所，使其比傳統假肢更具成本效益。使用那些不太先進的假肢的人往往過度使用他們沒有截肢的那一側身體，導致背部或肩部問題，最終需要昂貴的醫療護理。

“這些先進的系統開始時安裝起來比較昂貴，但如果你使用它們，它們就不會傷害你，因為你不必對它們進行核算，”Marasco說。“這將是未來花費較少的東西。”

科學家研發未來派仿生手臂 使用微型機器人使截肢者恢復自然反射能力