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雷锋网注:图片来自 北卡罗莱纳州立大学
经过神经信号来协助残疾人士(本文特指下肢截肢人士)操控假肢的幻想又多了一些可能性。
近来研讨人员发现,在物理疗法的协助下,试验方针运用神经操控办法完结的动作数量超乎科学家们之前幻想。
在发现这个现象之前,该研讨团队一直在开发下半身外骨骼,用于协助残疾人士行走。不过,他们所开发的设备本质上是可行走机器人,残疾人士可将其绑在腿上,然后进行移动。
一般来说,这些外骨骼(可行走机器人)可以主动履行比方步行之类的预编程循环运动。假如在协助残疾人士进行更杂乱的活动,研讨人员期望残疾人士可以经过思想来操控这些设备,例如,依靠附着在腿部的传感器来完结,这些传感器可以检测从大脑发送到肌肉的生物电信号,并宣布移动的指令。
当然了,现在看来,上述操作还归于一种抱负状况。
北卡罗莱纳州立大学生物医学工程师、该研讨的资深作者 Helen Huang 表明:
"完结走路这样简略的动作而言,机器进行自主操控的作用会很好,但假如涉及到的动作不仅仅是走路,比方打网球或即兴舞蹈时,可以有神经操控的协助就好了。"
不过,现在由脑信号来完结对机器人假肢的操控还存在需求处理的问题,其间就包含怎么协助残疾人士的神经系统去激活和操控他们依然存留在肢体中的肌肉。
"在(截肢)手术过程中,肌肉的原始结构发生了改变。"Helen Huang 进一步解说说,"咱们发现,激活这些残留的肌肉相对简略,可是它们缩短的方法与身体健全的人不同,因而残疾人士需求承受操练,然后学会怎么更好地操控这些肌肉。"
在这项新研讨中,Helen Huang 和搭档为一名截肢志愿者在理疗师的指导下操练运用神经操控来做动力假肢踝关节的操练,这种操练关于假肢来说是极具挑战性的。由于假肢需求从操控踝关节运动的肌肉接纳生物电信号。
这位 57 岁的志愿者失去了左小腿中部以下的肢体,包含脚踝。他在两个半星期的时间内与物理医治师进行了五次FBA头程操练,每次操练持续约两个小时。而物理医治师会协助志愿者供给有关关节活动的反应,并且在关节运动操练之后,协助志愿者进行全身运动和全身和谐。
在经过练习后,志愿者就可以做出他曾经以为困难的各种动作,其间包含在不凭借外力的情况下从安坐到站立的动作或是蹲着捡地上的某样东西。
此外,究竟腿部佩带假肢机器人的截肢者站立时一般稳定性较差,由于机器很难猜测外界搅扰,也很难猜测截肢者会用何种方法来补偿这种搅扰。
眼下,研讨人员的方针是对更多的机器人假肢的患者进行检查,并协助他们进行更多的使命(例如避开障碍物)测验。他们还想查询当这些志愿者身处这样的操练中。神经系统可能在做什么,比方是否正在康复原始的神经通路。
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