革命性的仿生手與女性的骨骼、肌肉和神經(jīng)融合

一名在農(nóng)業(yè)事故中失去手的50歲瑞典婦女安裝了尖端假肢，事實(shí)證明這是變革性的。

仿生手基于革命性技術(shù)，直接連接到用戶的骨骼、肌肉和神經(jīng)–創(chuàng)建一個(gè)人機(jī)界面允許人工智能將大腦信號轉(zhuǎn)化為精確而簡單的運(yùn)動(dòng)。

接受仿生手的女性Karin（全名未公開）現(xiàn)在觸覺有限，可以單獨(dú)移動(dòng)所有五個(gè)仿生手指，成功率為95%。

在經(jīng)歷了二十年沒有右手的生活之后，她現(xiàn)在可以進(jìn)行80%的日?；顒?dòng)，比如準(zhǔn)備食物，撿東西，拉拉鏈和拉開衣服或袋子的拉鏈，以及轉(zhuǎn)動(dòng)門把手或螺絲。

更重要的是，在接受假手后，卡琳難以忍受的幻痛，她說她的手好像在絞肉機(jī)上，明顯減輕了。

“我對假肢的控制更好，但最重要的是，我的疼痛減輕了，”說卡琳。

“今天，我需要的藥物少了很多。

從事仿生手研究的國際工程師團(tuán)隊(duì)最近在期刊上分享了Karin的成功科學(xué)機(jī)器人。

來自瑞典，意大利和澳大利亞的研究人員表示，這是第一次具有內(nèi)部電極的機(jī)器人手顯示出肘部以下截肢的長期可行性。

“[Karin]多年來能夠在日常活動(dòng)中舒適有效地使用她的假肢，這一事實(shí)很好地證明了這項(xiàng)新技術(shù)對面臨肢體喪失的人來說可能改變生活的能力，”說機(jī)器人工程師Max Ortiz Catalán，他在澳大利亞墨爾本的仿生學(xué)研究所和瑞典的仿生學(xué)和疼痛研究中心（他幫助創(chuàng)立了該中心）領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究。

三年前，當(dāng)Karin最初安裝假肢時(shí)，研究人員說這項(xiàng)技術(shù)是獨(dú)一無二的。市場上沒有其他手部假肢包含嵌入式傳感器。直到今天，大多數(shù)模型的外部都有感覺電極，就在機(jī)器人的“皮膚”下。

然而，這一慣例稀釋了進(jìn)出機(jī)器人手的感覺信號的質(zhì)量和數(shù)量，限制了它的控制——這個(gè)問題自大約60年前首次出現(xiàn)以來一直困擾著假肢技術(shù)。

在過去十年中，奧爾蒂斯·加泰羅尼亞一直在研究一種更好的解決方案，該解決方案依賴于 “骨整合”。

基本上，這意味著當(dāng)植入物放入人的骨骼中時(shí)，骨細(xì)胞將在其周圍緊密生長。

“這種集成是如此強(qiáng)大，以至于我們實(shí)際上可以將假肢直接連接到骨骼上，”解釋奧爾蒂斯·加泰羅尼亞在視頻中。

當(dāng)這種技術(shù)與重建手術(shù)相結(jié)合時(shí)，奧爾蒂斯·加泰羅尼亞認(rèn)為他可以“真正整合生物學(xué)和電子學(xué)”。

為了給Karin的假肢提供一個(gè)接口，在她的尺骨和橈骨中放置了兩個(gè)植入物。然后，她腿上的肌肉移植物連接到這些植入物上，使卡琳手臂殘端中被切斷的肌肉和神經(jīng)重新附著。

重要的是，這些肌肉移植物包含電極，用于將信號放大到界面。

由于假肢直接固定在骨骼上，研究人員表示，與傳統(tǒng)的“球窩”假肢相比，患者佩戴起來要舒適得多。

更重要的是，由于感覺電極嵌入在機(jī)器人手內(nèi)部而不是外部，因此直接神經(jīng)刺激被手一致且可靠地感知。

與傳統(tǒng)假肢相比，這項(xiàng)新技術(shù)將Karin的抓握精度提高了近四倍。

假手被命名為Mia Hand，它是由意大利公司開發(fā)的，普倫西莉亞，專門研究機(jī)器人和生物醫(yī)學(xué)設(shè)備，由歐盟委員會(huì)資助。

“我們仿生學(xué)研究所對Ortiz Catalán教授及其合作者團(tuán)隊(duì)迄今為止取得的成就以及他們持續(xù)開發(fā)的下一代仿生肢體技術(shù)感到興奮 - 特別是考慮到其協(xié)助緩解幻肢疼痛的潛力，”說該研究所的首席執(zhí)行官羅伯特·克魯帕克斯（Robert Klupacs）。

奧爾蒂斯·加泰羅尼亞現(xiàn)在在烏克蘭工作，為戰(zhàn)爭期間的截肢者提供專業(yè)知識。

該研究發(fā)表在科學(xué)機(jī)器人.

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