
刘霞
几十年来,科学家一直致力于为四肢缺失或瘫痪人士开发新的仿生肢体,以帮助患者恢复其行动能力。然而,尽管这些新型肢体具备许多令人瞩目的优势,如灵活性、耐用性以及与人体更加接近的设计,但它们依然不能完全模拟人类的感知功能。因此,要想真正实现肢体康复的目的,关键在于恢复患者的触觉和温度感知能力,而这需要研发出能提供这种高级感知体验的仿生肢体。
英国《自然》杂志近日发布文章指出科学家们正致力于赋予仿生肢体真实的感觉。为了达到这一目的他们不断研究工程技术领域也在加深对感觉运动系统的认识。另外也有专家提醒我们,在追求技术突破的过程中还应关注脑机接口以及高科技假肢涉及的伦理安全问题。
传送编码的触觉
目前科学家们正在致力于通过使用虚拟现实技术,让用户感受真实的经历。虽然这是个崭新的领域,但是在过程中也遇到了许多问题,如如何记录下所有感知到的信息并将其转化为可再现的经验,是一个棘手难题。
贾科莫·瓦莱解释道,在人们触摸物体时,皮肤上的不同感觉神经元会对物体的形状、压力和质地进行编码。他一直致力于解码这些神经信号,并尝试通过身体的感觉神经直接将这些信号传递到大脑,让患者重新拥有触觉。
在芝加哥大学攻读博士学位期间瓦莱与截肢患者斯科特·英柏瑞联手合作1985年车祸严重伤害了英柏瑞3块椎骨他丧失了70%的感觉和移动能力
Valery团队发表的新研究显示,通过植入电极,他们成功激活了英柏瑞对某物边缘触觉感知的能力,甚至让他的手指在触摸物体时感受到了微妙的动作。他们表示,私家侦探,侦探公司,调查公司,查人找物,商务调查,出轨外遇调查,婚外情调查,私人调查,19209219596这项技术将使患者借助仿生手更加自如地操纵和检测物品,并获得更佳的平衡感与步态。
由瑞士洛桑联邦理工学院神经工程师苏莱曼·苏库尔率领的研究小组正在探索利用热装置刺激截肢患者的残余肢体神经从而帮助他们恢复辨识温度能力的方法。通过这些疗法,截肢患者能感受到从温热到凉爽的奇妙变化。
通过合成技术来恢复运动能力
美麻省理工学院工程师休·赫尔表示,最为重要的是让患者感到假肢就像自己身体的一个部分,而不只是仿生的设备。
赫尔和他的许多研究人员正通过使用人体各种器官——诸如肌肉、肌腱、骨骼和神经——以及先进的合成技术来实现这一目标,希望以此将“人机融合”的程度提升至前所未有的高度。
赫尔团队与波士顿布莱根妇女医院共同开发的一种再生技术,将利用皮肤移植修复受损的神经纤维来恢复对肢体残余部分的感觉输入。首先,研究人员从患者的小腿部取下一块皮肤组织,并将其通过精细手术与残肢感觉神经连接。接下来,这块皮肤移植物与肌肉-计算机接口相连,通过肌肉收缩激活感觉神经。当患者的腿部肌肉收缩并施加压力时,患者会感到仿佛有东西在脚跟撞击的体验。这项技术最初是在大鼠身上进行了实验,并且已经在动物实验中取得成功。目前正对人类进行人体临床试验。
"电子产品皮肤"引人注目
有关于增强人类假肢使用体验的新研究正不断开展。来自加州斯坦福大学的技术人员鲍哲南博士就曾指出,他们已经研制出了能够整合神经科学与工程学领域最新研究成果的电子皮肤,这有助于进一步发展和改善当前的人工器官,从而让使用者在穿戴这类人造身体时获得更为真实的感觉。
科学家全力以赴研发能够模仿人体肌肤的材料。这些人工材料可以敏锐地接收环境中的信息,并有能力生成讯息,直接与神经系统沟通。另私家侦探,侦探公司,调查公司,查人找物,商务调查,出轨外遇调查,婚外情调查,私人调查,19209219596外,在实验室中也有一些小团队专注于提高电子皮肤各个组件的技术性能。这些组件包括用于检测环境变化、将感觉信号转换为数字输出的微电路,以及连接传感器和周边神经末梢的电子接口。
美国约翰斯·霍普金斯大学的工程师尼蒂什·塔科尔多年来在人造皮肤技术研究领域不断探索。他认为为了突破这一领域的局限并最终实现质的飞跃,科学家们必须在两个关键方向取得进展。一方面,需要研发出柔性有机晶体管和纳米材料来取代传统的触觉接收器,并且能在受到创伤时自动修复;另一方面,这些新材料能将感官信号转化为数字数据。
鲍哲南对开发具有超越人类能力的电子产品充满期待。一项实验表明,使用电子皮肤结合紧密包裹的机械传感器的技术,在读取盲文时,能够一次性识别出整个单词而不需要逐个字母地逐一解读。设想一下,如果未来有了更多类似电子设备上的这些传感器,或许能让患者更加容易获得对物体化学成分的了解。
提到的伦理问题与安全难题都值得关注。
虽然脑机接口、神经假体以及电子皮肤等领域正在取得重大突破,但这两种新型设备如果想要在帮助人类提升生活质量上发挥出更大的作用,还有很多工作要做。
这些科技投入巨大,且要求对大型实验室的复杂操作。尚不明确何时能让它们普及到公众之中。
美国神经科学网络执行董事珍妮佛·芬奇表示,当前面临最紧迫的问题集中在伦理和安全领域:这些问题是如何安装和付费的?卫生服务机构如何决定支付这些费用?此外,如果设备发生故障或者制造商破产,患者可能无法得到维护或使用的设备。
顶: 4642踩: 927





评论专区