仿生手实现与神经和骨骼高度融合

访问次数:217  发表时间:2023-10-12

使用多年后仍保持功能

科学家一直尝试将仿生手长期集成到佩戴者的神经和骨骼系统中,据11日发表在《科学·机器人》杂志上的论文,这一实践首次取得成功。来自瑞典、意大利和澳大利亚的一个国际研究团队开发了一种人机界面,允许假肢通过骨整合舒适地连接到佩戴者的骨骼上,同时还能通过植入神经和肌肉的电极,与神经系统进行电连接。对于面临截肢的人来说,这项新技术具有极大的吸引力。

瑞典女性卡琳是一名肘部以下截肢者,她成为第一个接受这种高度集成仿生手的人。20多年前,一场事故夺走了卡琳的右臂,从那时起,她忍受着极度痛苦的幻肢痛,而传统假肢既不舒服又不可靠,在日常生活中几乎不起作用。2020年,当她接受了突破性的仿生技术后,“命运的齿轮开始转动”:3年来,她能整日舒适地佩戴这一功能强大的假肢,该假肢与卡琳残肢之间的高度融合,缓解了她的痛苦。

肘关节以下截肢面临的挑战是两块骨头(桡骨和尺骨)应对齐并均匀负载,并且此处没有太多空间可用于植入以及放置假肢组件。然而,研究小组设法开发了一种合适的神经肌肉骨骼植入物,允许将佩戴者的神经系统与假肢的电子控制系统连接起来,这不仅缓解了卡琳的疼痛,还使她能用自己的神经系统去控制假肢。

研究人员表示,这项新技术的一个关键特征是,通过骨整合将假肢附着在骨骼上。正是利用骨组织包裹钛的过程,仿生手形成了牢固的机械连接。

钛植入物与骨组织的生物整合,为截肢者拥有更自然的义肢、改善生活质量创造了机会。通过将骨整合与重建手术、植入电极和人工智能相结合,人们能以前所未有的方式恢复意外失去的天然功能。

科技日报北京10月11日电 (记者张佳欣 张梦然)

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