失去手臂的女人得到了世界上最先进的仿生假体之一。



住在美国俄亥俄州坎顿市的梅利莎(Melissa Loomis)在2015年失去了手臂。她被浣熊咬伤,虽然伤势不太严重,但进入伤口的感染导致严重感染。感染的重点是在前臂,必须截肢,因为患者的生命本身处于危险之中。

现在,梅利莎有了新的想法。她感觉到自己的手掌和五个手指中的四个。此外,她可以移动右手并用手腕和手指旋转。但是,新手和旧手之间的差异还是很大的。事实是她的新手是人造的。

美国人在失去自己的四肢后立即成为测试新型手形仿生假肢的自愿参与者。为了对假体进行控制,医生必须进行16小时的手术,在此期间,肩部肌肉会重新神经支配并恢复敏感性。因此,患者能够借助思想控制假体。

该项目负责人Ajay Seth认为,可以在手术后4-8个月看到初步结果。但是一切发生得更快。仅仅六个星期后,Loomis就开始感到她的手失踪了。当塞思博士让她想像她正在动手腕时,医生们发现肩膀的肌肉就像在动一个人的手腕一样绷紧并工作。

此后,医生画出了Loomis手的延续图,显示了此时手指可能在哪里。当他触摸画着的手指时,Loomis感到了这种触摸。通常,医师们早已知道诸如“幻肢”之类的东西。许多人的胳膊或腿被切断,有时在手术后数月甚至数年后都会感觉到四肢。许多患者在无法忍受的痛苦中抱怨“幻影疼痛”,例如,几年前手掌缺失或脚部严重发痒。所有这些都折磨着病人,在这种情况下,医生对肢体其余部分的神经末梢进行手术,以使人免于错误的感觉。



以鲁米斯为例,感觉他的四肢缺失至关重要。没有这一点,她将永远无法处理由DARPA赞助的Modal Prosthetic Limb项目创建的仿生假体。假体是由约翰·霍普金斯大学的专家创建的。

假体本身包括两个部分。这是一个收发器,通过信号接收器连接到女性肩膀的神经末梢和假体本身。一旦Loomis决定移动其肢体,接收器就会拾取神经末梢中的信号,将其解码并将其传递到假体。仿生假体相应地做出响应,从而激活一个或另一个伺服系统。结果-人造手移动。另外,如上所述,Loomis感觉到他的人工手的5个手指中有4个和“手掌”本身。

制造这种类型的仿生假体不是容易且昂贵的任务。在DARPA同意开始与他合作之前,塞思博士必须与各个组织进行谈判。

鲁米斯(Loomis)本月首次测试了她的假体,她在管理该系统方面取得了令人瞩目的成功。她的肩膀上建立了约100种不同的接触,将神经末梢与收发器和几个温度传感器相连。不幸的是,当前的假体并不理想,因为创建完整的人机通信界面仍然很漫长的路要走-这是一项非常艰巨的任务。但是专家们设法解决了许多与电子机械系统与人体的连接有关的问题,并创造了许多新的结构解决方案。

根据开发者网站上发布的信息,这种假体几乎可以执行一个人的手的所有动作。
MPL(模块化假肢)是一个复杂的系统。现在,除了Loomis之外,还正在测试另外六个类似的系统,并且正在开发四个。

假体的特点:
  • 拟人化设计和工作原理;
  • 与人的手相似的特征(质量,发达的力量等);
  • 工作精度高-定位,覆盖物体;
  • 神经接口用于系统管理;
  • 感觉到假体接触的物体结构和物体温度的能力。

“手指”尖端的传感器能​​够在抓住物体时测量力。





色泽传感器类型数量
水色位置传感器21
水色触控感应器10
水色旋转传感器14
水色温度传感器17
水色三轴加速度计3
水色3轴称重传感器3
水色附加传感器
41

假体的基本要求如下:
  • 拟人化设计;
  • 将系统固定在人体上的可靠性;
  • 产生假体副本的可能性;
  • 最佳重量,与相应肢体或其部分的重量相当;
  • 能源效率高;
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假体的工作刷有两种选择-功能齐全,但与传统的人工刷的外观有很大不同(这种假体更便宜)。和功能相同的假肢,复制刷子的外观,包括颜色。

模块化假肢是这种类型的最先进的系统之一。事实是,科学家设法利用肩部负责触摸的每条神经。这些神经末梢连接到假体界面。 MPL手指配有触摸传感器和温度传感器。假体和手之间的联系是双向的-也就是说,当假体触摸物体时,女人可以感觉到触摸,感觉到表面结构,还可以感觉到热或冷。

塞思说:“我们即将使Lumis成为该国乃至世界范围内技术最先进的假体的所有者。” 看来确实如此。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN396849/


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