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辛灏年仿生假肢技术和超声波算法,帮助获得更为逼真的操作体念感-康复医与工

发布时间: 2017-05-21 浏览: 296
仿生假肢技术和超声波算法,帮助获得更为逼真的操作体念感-康复医与工
近年来,我们见识了不少令人瞠目结舌的假肢技术根与芽 。尽管大部分仍局限于实验室研究,但人们所进行的系列研究的最终目的始终是可以发明出由意念控制的仿生假肢技术从而帮助获得更为逼真的操作体念感。现有的较为先进的假肢技术有两种,一种是意念控制的“模块化假肢(MPL)” 技术系统,另一种是靠超声波和算法辅助的假肢技术。
假肢技术
假肢的设计和制造过程由几个不同的步骤组成,从精确测量过程开始到后期设计假肢。如果可能的话,修复学家的测量工作在于病人截肢手术之前,以便进一步了解病人。例如,详细测量病人的身体帮助正确定义假肢大小。修复学家和医生也在手术之前开会讨论的细节操作。
截肢手术几周后,伤口基本治愈,肿胀消除后,开始制作残肢的石膏模型。这个模具作为残肢的模板。用来制作的合适的假肢。新技术使计算机数字测算。也需注意病人的残肢的结构,包括肌肉、肌腱和骨骼的位置。病人的健康和皮肤的条件及其他因素也需考虑。
物理治疗对于截肢和假肢适配也是极其重要的。学习用假肢走路是一个特别困难的过程,需要几个月的康复训练。使用假肢进行日常活动也是治疗的一部分。佩戴下肢假肢的病人,修复学家需仔细监控病人的行走步态,作必要的调整。
修复学家需密切关注病人的残肢和假肢之间的接口。截肢后,病人的残肢通常会在几个月内因缺乏使用而萎缩。可能需要安装新的接受腔适应。而sock一like敷料层可以变化以适应残肢的大小。修复学家必须特别关注与儿童截肢者,确保他们的假肢在必要时调整或更换跟上他们的自然增长。

病人将在一生中与修复学家保持联系,由于残肢中总是可以改变形状造成假肢的分离。事实上,根据美国国家肢体损失信息中心研究,假肢的平均寿命只有三年。
对大多数假肢手臂使用者而言,精细运动控制依然遥不可及。如今,佐治亚理工大学的研究人员设计了一款全新的假肢。它拥有单独的手指运动,而且无需依靠大脑传感器。
意念控制的假肢技术
利用意念控制外界事物,是人们期盼实现的梦想。美国约翰普金斯大学应用物理实验室(Johns Hopkins University’s applied Physics Laboratory)开发的“航班惊魂模块化假肢(MPL)” 技术系统,或将可以让这种科幻般的设想成为现实。这种dt1350模块化假肢系统,将直接在人脑植入传感芯片天眼神牛,建立脑-机接口,实现人脑思维意念直接操控假肢。

这项技术的开发项目,是由约翰普金斯大学应用物理实验室首席工程师Michael McLoughlin先生领导,累积获得了美国国防高级研究计划署(DARPA)约1.2亿美元的经费资助,开发出了更新的神经传感技术和机器人技术,应用到人体假肢迭代。
McLoughlin先生向美媒STAT透露,传统的机械手臂主要是通过构建神经-肌肉接口,依赖于肌肉的肌电活动信号来执行操作,利用安装在肱二头、肱三头肌皮肤表面的神经传感器,接收这些肌肉收缩信号传送给设备,一般只能完成很简单的动作。而MPL主要依赖植入到人脑中的生物芯片记录信号并将传送给设备,进而执行各种操作,它还可以还原真实的触感并反馈给使用者,可以让用户获得更为逼真的操作体念感。
音乐青年Jason Barnes和他的仿生假肢
五年前,音乐青年Jason Barnes由于触电而几近死亡。抢救回来后,他失去了右手手肘以下部分。然而,这并未阻止他成为一名鼓手姜堰天气预报。他为右手安装了一根鼓棒,然后继续不断练习辛灏年社会你胜哥,牛牧童最终得以进入亚特兰大音乐学院。
后来,他与佐治亚理工大学的机器人专家Gil Weinberg取得了联系,后者为他打造了一款含两根鼓棒的假肢她的二三事。Barnes可以通过手臂肌肉、借助肌电图(EMG)传感器控制其中一根鼓棒——传感器能够在手臂和假肢之间传递脉冲。另一只鼓棒就更牛逼了,它可以根据当前演奏的音乐进行“即兴演奏”,仿佛拥有自己的思想刘尚娴,完全不受鼓手的控制。假肢还设有不同的模式,可以通过按钮进行调节。
假肢技术的再一次突破
如今镀银魔像,Weinberg等人再次取得突破,使Barnes能够单独控制每根假肢手指。自断手以来,这是他第一次做到这点。手指的控制程度非常精细,以至于能够敲击钢琴键。
这款新假肢背后的技术非常了不起。它和之前的仿生打鼓臂一样,不需要大脑传感器的参与,而是直接和肌肉交流。它靠的是超声波和算法,后者能将肌肉颤搐转化为手指运动。这之所以能够实现傅嘉莉,是因为某些手指运动受到手肘上方肌肉的控制。你可以试试上下挥动无名指,然后观察自己的手臂,便会发现皮肤下面的肌肉在运动。
研究人员对假肢手指的效果感到激动,认为超声波技术或许能够用于其它精细运动,如洗澡、梳头发、吃东西,甚至让人们动动手指头就能实现远程控制机械臂。
来源:搜狐
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