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意念控制假肢有多神奇?

来源:药明康德 2016-08-30 13:19


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“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。这种模块化假肢系统,将直接在人脑植入传感芯片,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。


▲MPL义肢技术项目领导者Michael McLoughlin先生(图片来源:STAT)

MPL最核心的技术环节是构建人脑与机械手臂的神经接口,将电极芯片植入大脑,通过传感器接收大脑神经细胞活动,根据这些信号推测出大脑指令,将指令信号传输给机械手臂完成指令动作。

MPL是目前世界上最复杂精细的人上肢义肢,配置了超过100个传感器,几乎能够完成人上肢的所有动作。MPL的显着特征如下:

拟人化的尺寸和外观;

力量和灵活性,接近于普通人手臂;

触觉和定位分辨高;

配置传输直观与自然感觉的闭合环路控制神经接口。


▲MPL机械臂的活动动作示意图(图片来源:Github)

目前,已开发出6个MPL假肢产品,正在美国病人中应用于康复测试,另有4个产品正在研制中。MPL的开发应用过程中,要克服的最大障碍是可能引发病人皮肤感染,McLoughlin先生指出。此外,目前MPL的应用人群仅限于截肢人群,尚不具规模,开发成本很高。下一步计划将它推广应用到其他有潜在需要的病人,例如:坐轮椅的病人,渐冻人,脊髓受损病人等。

但是,McLoughlin先生认为,每当看到病人使用MPL能够完成日常生活动作,都会令他激动不已,这也将激励着他继续领导推进这项技术的开发,帮助到更多残疾患者。(生物谷Bioon.com)

参考资料:

[1] Next-generation prosthetics aim to rewire the brain and the body

[2] Johns Hopkins University’s applied Physics Laboratory官网
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