一名 50 岁的瑞典妇女在一次农耕事故中失去了一只手,她安装了最先进的假肢,事实证明这种假肢具有变革性。
仿生手基于革命性技术,直接连接用户的骨骼、肌肉和神经– 创建一个人机界面人工智能可以将大脑信号转化为精确而简单的动作。
接受仿生手的女士卡琳(全名未公开)现在的触觉有限,可以单独移动她的五个仿生手指,成功率高达 95%。
经过二十年没有右手的生活,她现在可以完成 80% 的日常活动,比如准备食物、捡起物体、拉上和拉开衣服或包的拉链,以及转动门把手或螺丝。
更重要的是,在接受假手后,卡琳那种难以忍受的幻痛——她说感觉就像她的手正在通过绞肉机一样——显着减轻。
“我可以更好地控制我的假肢,但最重要的是,我的疼痛减轻了,”说卡琳.
“今天,我需要的药物少了很多。”
研究仿生手的国际工程师团队最近在杂志上分享了卡琳的成功科学机器人。
来自瑞典、意大利和澳大利亚的研究人员表示,这是第一次带有内部电极的机械手显示出肘部以下截肢的长期可行性。
“事实上,[Karin] 多年来一直能够在日常活动中舒适有效地使用她的假肢,这有力地证明了这项新技术对于面临肢体丧失的人来说具有改变生活的潜在能力。”说机器人工程师马克斯·奥尔蒂斯·卡塔兰 (Max Ortiz Catalán) 领导了澳大利亚墨尔本仿生学研究所和瑞典仿生学与疼痛研究中心(他参与创建)的这项研究。
三年前,当卡琳最初安装假肢时,研究人员表示这项技术是独一无二的。 市场上没有其他假手包含嵌入式传感器。 迄今为止,大多数模型的外部都有传感电极,就在机器人的“皮肤”下方。
然而,这种惯例削弱了传入和传出机器人手的感觉信号的质量和数量,限制了其控制——这个问题自大约 60 年前首次出现以来一直困扰着假肢技术。
在过去十年中Ortiz Catalán 一直致力于寻找一种依赖“骨整合”的更好解决方案。
基本上,这意味着当植入物被植入人的骨骼中时,骨细胞将紧密地围绕它生长。
“这种整合是如此强大,以至于我们实际上可以将假肢直接连接到骨骼上,”解释视频中的奥尔蒂斯·加泰罗尼亚。
当这项技术与重建手术相结合时,Ortiz Catalán争论他可以“真正整合生物学和电子学”。
为了给卡琳的假肢提供连接接口,在她的尺骨和桡骨中放置了两个植入物。 然后将她腿上的肌肉移植物连接到这些植入物上,为卡琳手臂残肢上被切断的肌肉和神经提供重新连接的地方。
重要的是,这些肌肉移植物包含电极来放大接口信号。
由于假体直接固定在骨头上,研究人员表示,患者佩戴它比传统的“球窝”假体舒适得多。
更重要的是,由于感觉电极嵌入机器人手内部而不是外部,因此手可以一致且可靠地感知直接神经刺激。
与传统假肢相比,这项新技术将 Karin 的抓握精度提高了近四倍。
这款假手被命名为Mia Hand,由意大利公司研发,普伦西利亚,专门从事机器人和生物医学设备,并由欧盟委员会资助。
“仿生研究所的我们对 Ortiz Catalán 教授和他的合作者团队迄今为止所取得的成就以及他们不断开发的下一代仿生肢体技术感到兴奋,特别是考虑到它在帮助缓解幻肢疼痛方面的潜力,”说该研究所的首席执行官罗伯特·克鲁帕克斯(Robert Klupacs)。
奥尔蒂斯·卡塔兰现在在乌克兰工作,为战争期间的截肢者提供专业知识。
该研究发表于科学机器人。