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施耐德/SCHNEIDER
據(jù)外媒CNET報(bào)道，盧克·天行者的機(jī)械假肢不僅僅是科幻小說(shuō)中的幻想，科學(xué)家們已經(jīng)設(shè)計(jì)了一個(gè)"仿生手臂"，它從微型機(jī)器人那里獲得幫助，以重新創(chuàng)造失去上肢時(shí)失去的重要感覺(jué)。這些機(jī)器人通過(guò)安全地振動(dòng)截肢部位的肌肉來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目的。
根據(jù)Grand View Research公司2021年的一份報(bào)告，到2028年，全球假肢和矯形器市場(chǎng)價(jià)值預(yù)計(jì)將達(dá)到80億美元以上，但人造假肢已經(jīng)遇到了一個(gè)機(jī)械障礙。它們無(wú)法真正說(shuō)明許多在日常生活中幫助我們的直觀感覺(jué)，例如張開和合上雙手的感覺(jué)。
克利夫蘭診所勒納研究所生物醫(yī)學(xué)工程系副教授Paul Marasco解釋說(shuō)：“我們?nèi)匀辉谑褂迷诙?zhàn)前后達(dá)到高峰的技術(shù)，”他是周三發(fā)表在《科學(xué)機(jī)器人》雜志上的關(guān)于新型仿生手臂研究的主要作者。
雖然還有其他幾個(gè)團(tuán)隊(duì)在研究仿生手臂，但Marasco稱他的版本有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。這個(gè)具有科幻外觀的裝置通過(guò)大約只有標(biāo)準(zhǔn)火柴盒一半大小的強(qiáng)大機(jī)器人將信息直接轉(zhuǎn)換到大腦中。在將“思想”轉(zhuǎn)化為行動(dòng)的同時(shí)，手臂可以同時(shí)與大腦聯(lián)系，提供與該預(yù)期行動(dòng)相對(duì)應(yīng)的感覺(jué)。
該假肢似乎是第一個(gè)同時(shí)測(cè)試其優(yōu)于典型假肢的多項(xiàng)指標(biāo)的仿生手臂，這些指標(biāo)表明，它精確地復(fù)制了自然手臂的力學(xué)原理，足以恢復(fù)使用它的截肢者的無(wú)意識(shí)反射。傳統(tǒng)的假肢無(wú)法重新創(chuàng)造這種無(wú)縫的運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樗鼈兪且允謩?dòng)方式運(yùn)行的--截肢者必須一直盯著它們，并擔(dān)心非殘疾人通常歸咎于直覺(jué)的事情。
在對(duì)兩名研究對(duì)象進(jìn)行測(cè)試并使用新的分析工具后，研究小組興奮地發(fā)現(xiàn)，研究對(duì)象恢復(fù)了截肢前的反射性行為，包括直觀的握力和自然的眼球運(yùn)動(dòng)--他們可以將視線從肢體上移開。
金屬手臂需要三個(gè)組成部分：神經(jīng)末梢的重新排列，作為一種控制中心的微型機(jī)器人和仿生手臂本身。
首先，一個(gè)手術(shù)過(guò)程將截肢者在手臂健康部分未使用的神經(jīng)末梢--那些曾經(jīng)專門用于切除的部分。"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(shuō)。
仿生手臂被放置在截肢部位，微型機(jī)器人被裝入接受腔。這些機(jī)器人壓在該部位的相關(guān)區(qū)域，當(dāng)病人使用手臂時(shí)，刺激現(xiàn)在連接的神經(jīng)末梢。
Marasco說(shuō)：“你可以使他們的肌肉產(chǎn)生這些真正有趣的東西--這些復(fù)雜的手部運(yùn)動(dòng)的知覺(jué)幻覺(jué)。”
研究人員修改了現(xiàn)成的假肢，而不是從頭開始。他們希望將這些設(shè)備快速送入康復(fù)診所，使其比傳統(tǒng)假肢更具成本效益。使用那些不太前沿的假肢的人往往過(guò)度使用他們沒(méi)有截肢的那一側(cè)身體，導(dǎo)致背部或肩部問(wèn)題，最終需要昂貴的醫(yī)療護(hù)理。
“這些前沿的系統(tǒng)開始時(shí)安裝起來(lái)比較昂貴，但如果你使用它們，它們就不會(huì)傷害你，因?yàn)槟悴槐貙?duì)它們進(jìn)行核算，”Marasco說(shuō)。“這將是未來(lái)花費(fèi)較少的東西。”
(原標(biāo)題：科學(xué)家研發(fā)未來(lái)派仿生手臂 使用微型機(jī)器人使截肢者恢復(fù)自然反射能力)
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