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2018年11月29日

假肢武器可以提供受控的感觉反馈

失去一只胳膊并不意味着失去所有的触觉,这要归功于修复手臂,通过温和的电子反馈刺激神经。

伊利诺伊大学的研究人员已经开发出一种控制算法来调节电流,所以即使电极开始剥落或出汗时,假肢用户也会感觉到稳定的感觉。

“我们给那些失去了手的人带来了感觉,这个想法是,我们不再希望假肢手感觉像是一种工具,我们希望它感觉像是身体的延伸,”医学博士Aadeel Akhtar说。/Ph.D。伊利诺斯大学神经科学专业的学生和医学学者计划。Akhtar是一篇描述感官控制模块的论文的主要作者,该模块在Science Robotics出版,PSYONIC创始人兼首席执行官,PSYONIC是一家开发低成本仿生武器的创业公司。

“商业假肢没有良好的感觉反馈,这是向假肢用户提供可靠的感觉反馈的一个步骤,”他说。

提供神经刺激的假肢在指尖上具有传感器,以便当用户接触到某物时,皮肤上的电信号对应于手臂施加的压力量。例如,轻触会产生光感,但强推会产生更强的信号。

不过,该研究的首席研究员航天工程教授Timothy Bretl说,给用户提供可靠的反馈信息时遇到了许多问题。在一段时间的普通磨损期间,连接到皮肤的电极可能开始剥落,导致在仍然附着的区域上积累电流,这可能给使用者带来痛苦的震动。或者,汗水可能阻碍电极和皮肤之间的连接,使得用户感觉少或甚至没有反馈。

“稳定可靠的感官体验可以显着提高假肢使用者的生活质量,”Bretl说。

控制器监控患者正在经历的反馈,并自动调节当前水平,以便用户感觉稳定的反馈,即使出汗或电极剥落75%时也是如此。

研究人员在两名患者志愿者身上测试了控制器。他们进行了一个测试,电极逐渐剥落,并发现控制模块减少了电流,以便用户报告没有冲击的稳定反馈。他们还让患者执行一系列日常任务,这些任务可能会导致汗水引起的感觉丧失:攀爬楼梯,将钉子钉入棋盘并在椭圆机上运行。

“我们发现,当我们没有使用我们的控制器时,用户在活动结束时不会再感觉到这种感觉,但是当我们控制算法开始时,在他们说他们仍然可以感觉到的活动之后感觉就好了,”阿赫塔尔说。

阿赫塔尔说,添加受控刺激模块比假肢本身花费要少得多。“虽然我们还不知道成本的确切分解,但我们的目标是让它完全覆盖保险,而不会为用户带来实惠。”

该小组正在致力于小型化提供电气反馈的模块,以便它能够安装在假肢内而不是连接到外部。他们还计划与更多的参与者进行更广泛的患者测试。

“一旦我们获得了小型化的刺激器,我们计划进行更多的耐心测试,让他们可以长时间回家,我们可以评估他们进行日常生活活动时的感受,我们希望我们的用户能够可靠地感受和握住像小孩一样娇嫩的东西,”阿赫塔尔说。“这是朝向制造假肢的一步,它成为身体的延伸,而不仅仅是成为另一种工具。”

(选自《麦肯息讯》(医药))