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仿生手的科技——您相信仿生手也能拥有触觉吗??

发布时间:2018-04-19  阅读:1213次

 

皓之诺  环游世界康复篇  

皓之诺是一家专业的康复设备及技术服务供应商,积极主动的引进大量先进康复设备和康复技术,推广现代运动康复理念。我们团队以专业的技术,热情的服务,和坚定的信念服务于康复从业人员和康复患者,愿和大家一起携手共同推进中国康复事业的发展!

Ideas worth spreading--视频来源TED

 

大家好,小假期后的学习也不能放松偷懒的哦~

 

欢迎大家收看每周一期的《皓之诺带您游世界,康复英语两不误》

 

本期主题是关于:仿生手的科技——您相信仿生手也能拥有触觉吗??

 

 

不方便看视频的朋友可以阅读以下图文配字

今天,我想谈谈仿生学,仿生学被广泛用来 描述用机械设备,或者机器人来替代有机体组成部分的科学。实质上它是生物和机器的交汇点,今天特别要说说的是仿生学是怎样不断发展来为手臂截肢病人服务的

 

目前最尖端的科技是肌电假肢,这种机械装置是通过肌肉的微小电信号来控制的,每当收缩肌肉的时候它就发出微电流,可以通过天线或者电极接受然后来控制机械臂。这个装置对只是刚失去手的人来说十分好用,因为控制手的肌肉还在。握紧手,这里的肌肉就收缩;放开手,另外的肌肉就会收缩,完全是通过直觉产生的,效果很不错。

 

但是如果是高度截肢呢? 一直截到手肘上方 失去的就不仅是这些肌肉 手和手肘都失去了 这该怎么办呢? 病人就得通过 非常精密的系统用上臂肌肉 来控制机械臂 机械臂有很多种 这是市面上常见的几种 它包括一个可以收放的手 一个旋转手腕和一个肘部 没有其他功能了 那么怎样才能让手拥有原先的那些其他功能呢?

 

这是我们尝试的第一个对象,他叫杰西・苏利文---他是了不起的人,54岁的线路工人 不小心拿错了线 双臂严重烧伤导致从肩部以下全部切除,杰西来到芝加哥康复中心,右图我仍然使用的自行车缆线的旧技术,他用下巴那边的开关来控制关节移动。他触碰垫子来控制胳膊 杰西能是个不错的吊车司机 按我们的标准他做得很不错了。

他也要求在胸肌上实行修正手术 这给了我们一个机会 来实行定向神经移植术 我的同事格雷格・杜马尼安做了这个手术 首先取出连接到他自身肌肉的神经 然后把胳膊神经 放入胸腔里 然后缝合上 三个月后 神经开始生长 肌肉能抽动了 六个月后 神经长得很好了 可以看到很强烈的收缩

 左手边是他原来的假臂,他用开关来把小物块从一个盒子移到另一个。他装上那个假臂已有20个月,使用相当熟练。 在右边 是装了定向神经移植假臂后的两个月- 这是同一个胳膊 只是操控系统不一样了- 可以看出来他移动小块 可以更快更顺畅 这里我们只用到了3个信号。

更让人惊喜的是,我们的初衷都是用运动指令来指挥机械臂,几个月后触碰杰西的胸部他能感觉到失去的手,他的手部触觉渐渐在胸部恢复也许是因为我们取下了不少脂肪 皮肤直接接触到肌肉 神经生长起来。他可以感受到轻轻的触碰,大概一克重量的触碰。他能感受到热、冷、尖锐、钝 就如同他失去的手,或者是手和胸同时感受到的,这让我们很兴奋,因为现在我们有办法可能恢复触觉,这样他就通过假手感觉物体。

 

这是克劳迪娅,这是她第一次通过假肢感受触觉。假肢尾段有传感器,把假肢在不同的表面上摩擦她能感受到好几种砂纸,不同的粗燕麦粉。当假肢按压传感器在移植神经的部位皮肤上后,她说当她就在桌子上划来划去她能感受到手指的震动,这是个令人振奋的试验,对研究如何接受皮肤触觉很有意义。

但另我们仍然面临一些挑战-----这是杰西,他正在捏一个泡沫玩具,中间那个黑的,是用来测量捏紧的力度。但是我们有了面积问题-----我们需要在那里放很多电极,但是小马达就在电极旁,他们会发出很大的噪声干扰电极,所以这就是我们的挑战

未来是光明的,对于目前的状况和要做的事情我们很兴奋。比如,一个是解决面积问题优化信号,我们想开发出大概是米粒大小的胶囊来植入肌肉并使用遥控肌电信号,因为这能省掉电极装置并且我们可以有富余面积用于触觉回传。我们还想做更好的手臂,现在这个手臂目前只适合50%的男性- 也就是说对世界人口的八分之五来说都太大了。所以我们需要研发出,更小巧轻便并且是最智能的手臂,一旦我们能做出这么小的手再做大就容易了。

 

 

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