灵活程度极高的机械手臂LUKE能否拯救残疾人?

《星球大战》中天行者卢克有一支机械手,它的机械手臂不仅拥有人手的外形,还拥有人手一样的功能,这些功能除去能执行相应的任务,还能即时的反馈机械手所接触到的东西的触觉反应。美国国防部高级计划研究局(DARPA)似乎是很羡慕这只机械手,所以有以同名的方式支持了一款机械手“LUKE”。

其实,人们现实生活中接触到的假肢有很多,但是这些假肢中的绝大多数只是聊以慰藉残疾人面对残缺身体的沮丧,至于要达到提高残疾人的生活质量和帮助他们更独立方便的生活的目的可能还相差甚远。“LUKE”可能就是与很多假肢不一样的真正高科技假肢。

“LUKE”是美国国防部高级计划研究局资助的项目,由发明家迪安· 卡门(Dean Kamen)及其团队负责研发,其目的是为了让那些战场归来失去手臂的士兵们重燃自信。至今经过9年的研发,其灵活程度达到了前所未有的水平,不管是关节,肩、肘还是手都可以灵活使用。

所以戴上整个假肢或者前臂假肢,想拿高处的东西,想搬重物,甚至想拿鸡蛋这么细致的动作,它都能完成。对于身体健全的人来说,这些听起来都很简单,但是对于截肢者而言并不是容易。

而据外国媒体的报道,如今的“LUKE”又有了新进展,犹他州大学的研究人员就利用“LUKE”作为研究原型,开发出了一种能够模拟大脑中100种独特触觉的反馈系统。它可不是利用振动器或者电刺激来反馈触觉,而是需要连接患者的残余神经,以及植入肌肉中的电极控制器,两者结合创建一个信息循环,然后再转换成大脑可识别的触觉信号。

也就是说戴上“LUKE”假肢的人不仅可以进行相应的首部操作,通过假肢产生触觉。试想,这和人类真的手还有多大区别呢?其实,一项研究成果表达出来很简单,但对于研究人员可能要经过数百数千个寝食难安的日夜才能实现。

就拿触觉来说,很多人认为触觉是人类很简单的感官,但这里面又涉及到了压力、振动、温度、疼痛等等各种不同的感觉。为达到这样的效果研究小组需要将192个电极中的每一个与患者身上的神经系统进行匹配和映射(连接+设置+调试)通过调试让每个感觉的刺激能够接近真实。现在已经有几名志愿者参与到了这个项目当中,研究人员正在通过传感器单独激活触觉系统的子类(比如感觉到压力但不疼)让患者重新找回部分失去的感觉。

在经过了对超过 100 名截肢者的临床试验后,卢克机械臂已经在去年生产出售。而因为卡门和 DARPA 的努力,卢克机械臂目前还获得 FDA 批准的最先进设计称号。如今又有新的志愿者参加进卢克机械臂的最近研究当中。

相信终有一天,失去手臂的人类,可以随时挑选自己喜欢的假肢,而生活不会受到任何影响。

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