仿生机器手臂将帮助截肢者恢复触摸能力

每天，您使用手指、手腕和前臂单击鼠标、在键盘上键入或滑动屏幕，但是如果你失去了手怎么办？什么样的机器可以恢复你的抓握、点击或触摸的能力？在一项新的研究中，犹他大学的一组研究人员重新设计了一个假肢系统，让一个手被截肢的男人感受到各种各样的感觉，帮助他抓住各种精致的物体。

“许多人认为触觉是一种感觉，但触觉实际上包含许多不同的感官，”领导这项研究的博士后研究员雅各布乔治说。“你手上有传感器可以感受到疼痛、温度、振动、压力，所以我们正在做的就是找出每个小传感器。”

研究人员首先将电极植入截肢者前臂的周围神经，为丢失的手制作一种替换布线系统。然后他们刺激每个电极内部的不同电路，以找出触发每个感觉指令的内容。然后将这些信息映射到假手上，以创造出相当于从真实的手中获得相同的感觉。

几千年来，人类一直在使用假肢，在大多数历史中，假肢由固体附件或相对粗糙的机械结构组成。然而近几十年来，假体使用更轻和更强的复合材料，并结合微处理器和自动控制系统，因此变得越来越复杂。

但仍然存在一个巨大的挑战：缩小截肢者和替代肢体之间的感觉差距。包括M.I.T.，凯斯西储大学和匹兹堡大学在内的机构正在使用神经接口来监测身体信号，并将复杂的人体运动控制转化为机器运动。在这项新的研究中，研究人员开始研究一种可以连接到截肢者神经系统的仿生假体，并且FDA在2014年批准将其作为医疗器械。

研究人员在研究中确保触觉只来自假体，并且受试者的感受不会受到手触摸事物的影响。他们蒙住眼睛，遮住耳朵，将仿生手臂放在几英尺外的桌子上。然后他们要求他用仿生手盲目地抓住各种看不见的物体（如泡沫或塑料块）是“软”还是“硬”。

接下来，研究人员希望提高主体感受到看不见的物体纹理的速度。以前芝加哥大学合作者的研究创造了一个模型，说明非人灵长类动物的大脑如何用爪子触摸表面。对于这项新研究，研究人员利用这些信息来调整受试者如何看待他抓住的物体。