智慧義肢技術對人類生活意義重大!

智慧義肢技術對人類生活意義重大!

1。什麼是義肢?

義肢也稱假肢,它的發明真的是方便了很多生活行動不方便的朋友,使他們儘可能的和正常人一樣,最重要的是生活可以自理了,不會麻煩家人。從精神上會得到解脫,不在自卑更加有了自信!

智慧義肢技術對人類生活意義重大!

目前真正的義肢已經做得和人的面板一模一樣,但是大部分還只能作為身體支撐或補全的功能,不能完全配合大腦得到靈敏的神經反饋和活動支配。

2。為什麼需要智慧義肢?

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傳統的義肢活動不太靈敏,而且只適合身體有微小缺陷的人。對於重大缺陷的人來說,無法支配傳統義肢的活動。因此需要智慧假肢,又叫神經義肢,生物電子裝置,是指醫生們利用現代生物電子學技術為患者把人體神經系統與照相機、話筒、馬達之類的裝置連線起來以嵌入和聽從大腦指令的方式替代這個人群的軀體部分缺失或損毀的人工裝置。

一方面它更靈活,目前新的技術已經能夠達到透過腦電波支配智慧義肢,達到和身體器官的配合,幾乎接近真實“器官”。同時智慧義肢還能夠反饋感覺到人的大腦,例如疼痛,冷熱等。

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更靈活

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美國科羅拉多州的雙肩截肢者萊斯•鮑(Les Baugh)成為歷史上第一個同時控制兩個假肢(MPL)的人。 今天,在那場奪去他雙臂的電擊事故發生40年後,鮑重新控制了他的四肢,並在相對較短的訓練時間後成功地完成了一系列任務。 鮑所使用的模組化假肢是由約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室研發的,是義肢革命計劃的一部分。

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萊斯•鮑(Les Baugh)

3。怎麼設計出來智慧義肢?

第一步,要針對性的做一個定向肌肉神經移植手術,約翰 · 霍普金斯創傷外科醫生阿爾伯特 · 池(Albert Chi)博士在新聞稿中詳細解釋了手術過程: “這是一種相對較新的外科手術,重新分配曾經控制手臂和手的神經。

第二步,透過重新分配現有的神經,可以讓那些上臂截肢的人僅僅透過思考他們想要做的動作就可以控制他們的假肢裝置。 使用模式識別演算法來識別正在收縮的單個肌肉,它們之間的交流以及它們的振幅和頻率。 我們把這些資訊轉化成假肢中的實際動作。

第三步,在手術和康復過程之後,受體人需要在實驗室接受培訓。 開始研究模式識別系統,識別每個肌肉收縮以及他們如何交流。 這些資訊正是被“翻譯”到假肢肢體運動中的資訊。 他們使用了虛擬整合環境(VIE)—— MPL 的虛擬平臺,這是一種測試神經介面方法和研究幻肢痛的低成本手段。

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4。智慧義肢的發展現狀和前景

由於材料所限, 目前假手的柔順性和感覺功能還比較差,無法與真正的人手相比。隨著柔性材料的出現,科研人員開始嘗試採用一些具有特殊仿生功能的材料,如形狀記憶合金、壓電材料、電致伸縮材料、磁致伸縮材料。

最先進的假肢的重要性在於,它將驚人地改善全世界截肢者的生活,使他們在日常工作中更加獨立和高效。 老式的假肢有一定數量的“活動自由度” ,通常是三個(肘關節彎曲 / 伸展、腕關節旋轉和握力張開 / 閉合) ,但 MPL 提供了更多的可能性。 約翰霍普金斯模組化假肢有26個自由度,17個控制度,逼真的形式,神經介面和100多個感測器檢測振動,力量,溫度和精細接觸。

隨著科技的進步和人類生活水平追求的提高,智慧義肢,仿生科技將是熱門產業,中國應該抓住機會。

國外有名的研究機構:

約翰·霍普金斯大學

國內研究機構:

BrainCo(強腦科技),是一家註冊於美國波士頓、由一群中國青年科學家們發起的公司。

文章引用

[1] Modular Prosthetic Limb, Johns Hopkins University 模組化假肢,約翰·霍普金斯大學