摘要
亮点:科学家们开发了一种新型的机器人假肢手臂或卢克手臂,它可以帮助截肢者通过思想以及触摸和感觉来控制手部运动
科学家们开发了一种新型的机器人假肢手臂或卢克手臂,它可以帮助截肢者通过思维控制手部运动,并再次触摸和感觉物体
假肢的手臂和手指由放置在人体肌肉中的微电极控制。这些微型电线将脉冲发送到外部计算机,外部计算机对这些脉冲进行解释并告诉手移动
机器手臂还配备了传感器,可以将信号传输到微电线,复制出当一个人拿着一个物体时的触感。因此,一个人可以“感觉”被拿着的物体的一致性,从而施加适当的压力
卢克手臂是新研发的机器人假肢手臂,它可以帮助截肢者通过思想控制手部运动,并再次触摸和感觉物体,这是标准假肢手臂无法做到的。
部门领导的这项研究是生物医学EngineeringUniversity犹他州和涉及其他机构包括其部门ofNeurosurgery,整形外科学系和部门及物理医学康复,克利夫兰诊所的BiomedicalEngineering,芝加哥大学的生物的生物学和解剖学、和犹他州的neuro高科技公司贝莱德微系统公司和连锁NeuroLLC。该项目由美国国家科学基金会和国防高级研究计划局提供资金。
研究结果发表在最新一期的《Science Robotics》杂志上。
LUKE Arm -以《星球大战》中卢克·天行者的名字命名
LUKE Arm的开发已经进行了15年。手臂主要由金属马达和组件组成,上面有一只透明的“硅”手。它通过外部电池工作,并与电脑相连。它是由赛格威(Segway)的发明者迪恩•卡门(Dean Kamen)在新罕布什尔州创立的DEKA Research & Development Corp.创建的
在此期间,犹他大学生物医学工程系开发了犹他斜电极阵列,使假肢手臂的佩戴者能够进入佩戴者的神经
该阵列由一串100个微型电线组成,这些电线被放置在截肢者前臂的神经内,并与一台外部电脑相连
该阵列从完好无损的神经中提取电脉冲,并将其传输到外部计算机,而外部计算机又将这些电脉冲转换成数字信号,并指示手臂移动
传感器传递信号的方式包括理解大脑在最初接触物体时是如何处理信息的。当最初接触到外部物体时,一股脉冲会迅速传到大脑,然后逐渐减弱。这种现象必须被重新创造出来,这是一项重要的任务和成就
ProfessorGregory克拉克,犹他大学生物医学工程助理,说:<我>“providingsensation是一件大事,但 <我>你发送thatinformation也是至关重要的,如果你让它更biologicallyrealistic, <我>脑中将更好地理解它,这种感觉的表现还会更好。”
要实现这一目标,需要复杂的数学算法、计算和记录灵长类动物手臂的脉冲信号,以重现人类大脑对触摸和感觉的理解的类似模型。这个模型用于LUKE手臂
Keven是七个研究对象之一,他在2002年的一次电气事故中失去了左臂和手的一部分。在美国大约有160万截肢者,他们普遍存在焦虑和抑郁。戴上机械臂后,沃尔加莫特能够触摸和感觉物体,甚至在蒙上眼睛和戴上耳机的情况下也能识别物体的大小和一致性。
他能感觉到多达119种不同的感觉,从振动到压力。
他能够准确地感知和识别物体,而且比任何其他类似的系统都要快得多
他可以剥香蕉,甚至可以发短信。他可以用太大的压力捡起一个鸡蛋而不打碎它
试过LUKE的手臂后,Walgamott先生说:“我差点哭了。真的很神奇。我从没想过我还能再感受到那只手。
由于假肢是由人的思想来移动的,它形成了一个封闭系统回路的一部分,防止了截肢者即使没有肢体也能感觉到的“幻觉”疼痛
一个完全便携的版本,不需要连接到外部计算机正在开发中。所有部件都将通过无线连接,使佩戴者更加简单
目前,该系统已被开发用于肘部以下截肢,但该系统也可适用于肘部以上截肢者
该研究小组希望,到明年,三名测试者将能够把该设备带回家,等待政府的批准。
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参考:
Reach out and touch someone - (https://unews.utah.edu/starwars-ired -arm/)
来源:Medindia
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