
如果一切都按计划进行,今天(6月12日)在2014年在巴西圣保罗举行的FIFA世界杯开幕式上,有数亿人看着,一个瘫痪的人穿着机器人西装,将走到场上,踢球比赛的第一个球。
该人将戴上装满电极的盖,这些电极将检测到控制运动涉及的大脑信号,并将其无线发送到背包内佩戴的笔记本电脑大小的计算机上,将它们转化为可启用机器人套装的命令,或外骨骼,沿着草地散步并踢开踢。
来自北卡罗来纳州达勒姆大学杜克大学的研究人员花了多年的时间为这一雄心勃勃的示威做准备,这是基于两者的广泛进步脑机界面,将大脑与外界的设备联系起来,以及旨在帮助患有严重残疾或瘫痪的人的外骨骼。 [瘫痪的外骨骼穿着者使世界杯首次踢(视频)这是给出的
专家说,如果成功的话,示威无疑会令人印象深刻,但是它对当前技术的进步有多大的进步还有待观察。
其他科学家表达了合格的兴奋。佛罗里达人类和机器认知研究所的研究科学家阿尼尔·拉吉(Anil Raj)博士说:“这是一项重大成就。”
研究人员“一直在建立大型建筑 - 所以我不知道实际要发生什么 - 但如果[他们]能够做到这一点,那将是第一个同类的事情。”
运动表现
独特的演示是杜克大学神经工程师Miguel Nicolelis的创意。
尼科利斯告诉《现场科学》:“我们希望将瘫痪的主题带到科学的最前沿,并提出解决方案并尽快前进。”
这位出生于巴西的研究人员并不以其微妙而闻名。他为自己追求奢侈的壮举而出名,例如解码猴子的大脑活动以控制数千英里外的外骨骼;连接两只老鼠的大脑;并为猴子用大脑操作虚拟手臂。
几年前,尼古利斯想到了一个瘫痪的人走上世界杯的田野的想法穿外骨骼由他或她自己的大脑信号控制,并进行第一踢。这是一家国际非营利组织的再次步行项目,其中包括杜克大学的研究人员,瑞士联邦技术学院和巴西纳塔尔纳塔尔的莉莉·萨弗拉国际神经科学研究所。
外骨骼并不是什么新鲜事物 - 它们已经存在了多年,但主要用于医院康复。俄亥俄州克利夫兰诊所的研究人员最近证明了截瘫的人多年没有走路的人可以在外骨骼的帮助下再次行走。
克利夫兰诊所的物理医学和康复部主席弗雷德·弗罗斯特(Fred Frost)博士说:“鉴于为了走路,需要将患者从天花板上悬挂下来,而现在,患者可以穿外骨骼。”
但是患者可以简单地去的想法从轮椅到步行弗罗斯特对Live Science表示,再次有点远。大多数外骨骼是针对患有脊柱损伤的患者的训练装置,旨在帮助增强现有肌肉并改善肠和膀胱功能。 [惊人的足球:2014年世界杯足球(照片)这是给出的
相比之下,将使用无创脑电图或脑电图电极来检测来自头皮的脑活动,将在当今的世界杯示范中使用的外骨骼进行脑控制。尼古拉利(Nicolelis)的其他工作都使用植入动物皮质内的电极,这被认为可以产生更精确的控制。但是,它更具侵入性,并且被认为对世界杯示威的安全不足。
心理控制的机器
其他几个组开发了能够控制计算机,机器人四肢甚至外骨骼的脑机界面。休斯敦大学的生物医学工程师JoséContreras-Vidal不参与漫步项目,他的同事已经证明可以使用EEG控制外骨骼。
进步有多大世界杯演示将取决于踢球者的控制水平,这很难通过在电视上观看,这将很难说出。如果用户仅给出开/关命令移动,那将比该人实际控制关节的单个运动的印象不大。
再次行走的外骨骼可能在介于两者之间。尼古拉利斯说,这将是“患者的移动意愿和设备的融合”,但该人和设备的相对贡献将有所不同。例如,在某些情况下,该人将提供一个简单的命令来开始移动,停止移动或踢,并且设备将执行详细的机制,而在其他情况下,该人可能能够控制动作的执行速度。
研究人员说,脑机界面代表着一个不断增长的行业,但已经在市场上投放了几种外骨骼,耗资75,000美元至150,000美元。但是研究人员设计并建立了自己的机器人西服再次散步项目演示。除了受到脑部控制外,它还将提供有关脚在地面上接触的东西以及它们在太空中的何处的感觉反馈,其中包含压力,温度和速度传感器。研究人员说,触觉信息将通过振动衬衫传递给佩戴者的手臂。
尼古拉利斯(Nicolelis)的团队根据他们在设备的表现,总共选择了八名瘫痪的患者进行示威训练 - 六名男性和两名女性。患者的年龄从20多岁到30年代后期。
训练志愿者花了大约三个月的时间 - “令人惊讶的是,我想象的时间要少,”尼科莱利斯说。如果一切顺利,其中一个可以今晚走出田野。
“这绝对是可行的,” Contreras-Vidal说。但是,“归根结底,这将是通过同行评审的出版物和会议,我们将在技术层面上知道发生了什么”。
尽管如此,在今天的示威活动中,许多事情可能会出错,但是尼古拉利斯最担心的是雨,这可能会弄乱电子产品。他说:“雨将不好,但预测是一个晴朗的下午。”
看这里有关如何观看世界杯现场观看的信息。
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