科技日報記者 張夢然
來自意大利比薩圣安娜高等學(xué)校生物機(jī)器人研究所的團(tuán)隊，開發(fā)出一種安裝在截肢者殘臂和機(jī)械手之間的全新接口，可解碼運(yùn)動意圖。該接口與機(jī)械手集成后，已在第一位患者身上成功進(jìn)行了測試，讓患者能像運(yùn)用自己的手那樣操控機(jī)械手。這一成果是科學(xué)家為徹底改變假肢未來發(fā)展而進(jìn)行的一項前沿探索，相關(guān)研究發(fā)表在最新一期《科學(xué)·機(jī)器人》上。
新接口的開發(fā)理念是通過植入肌肉的磁鐵去解碼運(yùn)動意圖。團(tuán)隊使用幾毫米大小的微型磁鐵，植入截肢手臂的殘留肌肉中，這些磁鐵可利用肌肉收縮產(chǎn)生的運(yùn)動來張開和閉合手指。
研究團(tuán)隊解釋說，人體前臂有20塊肌肉，其中許多都負(fù)責(zé)控制手部運(yùn)動。許多失去手的人仍會感覺手部還在原處，也是因為殘留的肌肉會根據(jù)大腦的指令運(yùn)動。團(tuán)隊詳細(xì)繪制了這些動作，并將其轉(zhuǎn)化為信號來引導(dǎo)機(jī)械手的手指。微型磁鐵具有天然磁場，可在空間中輕松定位。當(dāng)肌肉收縮時，磁鐵會移動，再通過一種特殊的算法將其轉(zhuǎn)化為對機(jī)械手的特定命令。
團(tuán)隊將此項成果稱為假肢醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一項重大進(jìn)步?；颊叩氖直凵现踩肓?塊磁鐵，使用假肢已測試了6周。實驗結(jié)果則遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了團(tuán)隊最樂觀的預(yù)期：患者能自如控制手指的運(yùn)動，拿起并移動不同形狀的物體，還能完成許多日常動作，如打開罐子、使用螺絲刀、用刀切割、拉上拉鏈等，而且他能自己控制抓住易碎物體時的力度。
總編輯圈點(diǎn)：
這個新系統(tǒng)無需電線和電源，只用磁鐵和肌肉就能控制機(jī)械手指的運(yùn)動并實現(xiàn)日常活動。這種能解碼運(yùn)動意圖的接口非常了不起，與此同時，該研究對患者殘留肌肉的運(yùn)用也十分出神入化——團(tuán)隊需要通過手術(shù)將極微小磁鐵植入到患者前臂肌肉中，還需要用核磁成像和肌電圖識別截肢區(qū)域的各組肌肉，更要兼顧患者的體感。這些一步步都極具挑戰(zhàn)性的工作，共同“搭建”起了世界第一只磁控假手。
