※麻省理工學院發表一款仿生機器假肢,透過一對磁珠模擬使用者意圖並執行動作。(Photo credit: MIT)
美國麻省理工學院的研究團隊開發出一款新的假肢,可以使機器假肢的使用者更靈敏的控制仿生假肢。這個技術在肌肉中利用一對植入的小磁珠,當肌肉收縮時,磁珠將會靠近,進而使假肢能夠精準計算出使用者的意圖,並執行動作。
目前的系統是測量肌肉中的電活動,但這並不像測量實際肌肉運動那樣準確。目前研究團隊已經在火雞上進行了動物實驗,顯示植入磁珠並不會引起發炎或刺激性。更重要的是,火雞在穿越障礙物的過程中,這對磁珠可以非常準確地測量肌肉長度,在真實世界中驗證實驗室理論。
輔助技術每年都有相當大的躍進,如: 新型機器人假肢和輪椅。希望不遠的未來,失去肢體的病患、肌肉無力或癱瘓的病患,將有一套先進的機器假肢提供他們執行日常生活行為,帶來直接、顯著與獨立的便利性。在這之前,科學家將會盡力朝向這個目標持續研究。
這個最新的進展用在改進機器假肢感知用戶意圖並提供相應的移動方式。目前,此類這被通常使用一種被稱為表面肌電圖的技術來感知肌肉的電活動。然而,這種方法沒有考慮到肌肉的活動,即運動速度與收縮時的肌肉長度。
為了解決這一項侷限性,麻省理工的研究團隊找到一個新方式,他們稱之為磁測法。簡單地利用一對植入性磁珠,當肌肉收縮時,這對磁珠會向彼此靠近,當肌肉放鬆時,則會遠離。這個想法是讓機器假肢能夠檢測到來自肌肉磁訊號並推斷出用戶意圖。
雖然這個概念驗證聽起來很完美,而且研究團隊也已經表明它在實驗室的控制條件下是具有可行性的,但是在真實世界中驗證這項技術是相當重要的。因此,這個研究團隊將磁珠植入火雞體內,並讓牠們進行障礙賽跑。這些火雞在障礙物上奔跑與跳躍時能夠提供研究團隊評估磁珠是否能提供肌肉長度的準確數值。
令人振奮的是,這個系統在評估肌肉長度方面非常有用,並能在不到1毫秒的時間內提供讀值。此外,在精準度方面,這個系統與其它的傳統設備相比更具優勢。研究團隊還針對這個磁植入物對身體的影響進行研究,結果顯示它們不會對肌肉造成刺激,這表示它們適合長期植入於生物體中。
(來源:Medgadget 生策中心編譯)
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