意念控制的仿生腿能讓截肢者更順暢自然地移動_風聞
月舞之音-自由撰稿人-科普类公众号:月舞之音2小时前
隨着科技的不斷進步,假肢技術也在持續演進,旨在為截肢者提供更接近自然步態的行走體驗。然而,傳統假肢的性能雖然越來越好,卻依然無法完全達到人們期待中的流暢自然。它們往往依賴機器人傳感器和複雜的程序來模擬正常步態,但這樣的“偽造”往往顯得生硬和不自然。
幸運的是,麻省理工學院和布里格姆婦女醫院的研究人員近日取得了一項突破性的進展,他們提出了一種名為“激動-拮抗肌神經接口”(AMI)的創新技術,這項技術旨在將假肢的控制權交還給使用者的大腦。這項研究不僅展示了科技在醫療領域的巨大潛力,也為截肢者帶來了前所未有的希望和可能性。
AMI技術的核心在於它重新連接了假肢與殘肢的肌肉,使得這對肢體能夠重新“對話”,並將重要的位置感傳遞給大腦。通過這種方式,截肢者的大腦能夠直接控制假肢,而不需要依賴任何機器人控制算法。這不僅大大提升了假肢的響應速度和準確性,也使得行走變得更加自然和流暢。

在七名裝有動力假肢的AMI患者身上進行的測試中,研究人員發現這些患者能夠以正常速度漫步,自動適應斜坡和障礙物,甚至能夠完成更復雜的動作,比如在爬樓梯時將假肢的腳趾指向上方。這樣的表現不僅令人震驚,也充分展示了AMI技術的巨大潛力。
首席研究員休·赫爾(Hugh Herr)將這項研究稱為“歷史上第一項假肢研究”,因為它展示了神經對腿部的完全調控。在這裏,神經系統單獨驅動自然的生物步態,而不需要任何外部干預。這種自然的步態不僅讓截肢者感到更加自信和舒適,也讓他們能夠更好地融入社會,享受正常的生活。
那麼,AMI技術是如何實現全方位運動的呢?研究生萊尼·宋(Lenny Song)解釋説,只要稍微增加截肢肢體的神經反饋,就能恢復顯著的仿生神經可控性。這意味着截肢者可以通過神經信號直接控制假肢的行走速度、適應不同地形和避開障礙物。這種直接控制不僅更加自然和直觀,也讓截肢者能夠更加靈活地應對各種情況。
除了提高行走的流暢性和自然性外,AMI技術還帶來了其他方面的益處。例如,AMI患者減少了疼痛、肌肉萎縮和其他傳統截肢帶來的困擾。雖然他們的肢體只能獲得約20%的正常神經數據,但這足以讓大腦隱藏的生物仿生運動天賦發揮到極致。這種生物仿生運動天賦的發揮不僅提高了截肢者的生活質量,也讓他們更加自信和積極地面對生活。
當然,目前的AMI手術仍然是複雜的外科手術,需要經驗豐富的醫生和高精度的設備來完成。但是,隨着技術的不斷進步和經驗的積累,相信未來AMI手術將變得更加簡單和安全。此外,研究人員還在不斷探索和完善AMI技術,以進一步提高其性能和適用範圍。