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仿生手臂柔韧如蛇能拿任何物体 用意念就可控制

发布时间:2012年03月21日 10:13 | 进入复兴论坛 | 来源:沈阳日报 | 手机看视频


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柔韧性仿生手臂

柔韧性仿生手臂

目前世界上最逼真的仿生手

埃文·雷诺兹成为世界首批配戴全功能i-Limb仿生手的人之一

  一眼看上去,英国女子尼古拉·维尔丁与正常人没有什么不同。实际上,她12年前在一次车祸中受伤,右手完全失去活动能力。

  维尔丁决心切掉外表正常的右手,换上仿生机械手。她说,就算换手不成功也绝不后悔。

  维尔丁现年35岁,12年前她开车回家的路上与另一辆车相撞,情急之下本能地用手护住头部,造成胳膊多处骨折。经过治疗,维尔丁的骨折痊愈,但连接颈部至胳膊的臂丛神经损伤却没有起色,整条胳膊无法活动。为此,医生给她实施6次手术,从大腿和胸部移植神经。经过密集的物理治疗和水疗,她的二头肌恢复功能,不过肘部以下仍没有知觉。右臂还时常疼痛,医生猜测,这可能是大脑神经信号无法在手臂顺利传递所致。

  维尔丁说,有一天,她在电视上看到奥地利整形外科医生奥斯卡·阿斯泽曼为病患安装仿生义肢的故事,“一看到仿生手,我就立刻想‘我也要一个’,”她说,“我一点都没有犹豫。我不在乎这手外貌是什么样子,对我来说,经过这么多年又能重新用手是多么不可思议。我想要独立生活,做平常的事情。”

  维尔丁已经在伦敦拜会过阿斯泽曼医生。今年5月,她将前往奥地利维也纳接受检查,测试右臂神经信号强度。若神经信号不足以驱动仿生手,维尔丁还得安装一条仿生前臂。

  安装仿生手大约需要2万英镑(3.17万美元),安装后可能还需每十年更换一次,这对维尔丁来说是一笔不小的开支。另外,阿斯泽曼医生先前只给两个人安装过仿生义肢,这项尚不成熟技术蕴含的风险不言而喻。

  阿斯泽曼医生也说:“这是充满风险的决定,手术不可逆。手一旦切除就切除了,不可能再安回去。”

  不过,维尔丁十分坚定,她说:“这的确是巨大挑战,但我愿不惜一切代价。”

  仿生手真的有那么好吗?以致于让维尔丁甘愿失去真手的风险?让我们来看看仿生手让人无法拒绝的四大理由。(据新华社电)

  另类产品

  手臂柔韧如蛇 可拿起任何物体

  2011年,美国设计师凯莱恩·考设计的仿生手臂突破了当前仿生前手臂的传统设计,制造了一种柔韧性仿生手臂,能够更容易有效地完成日常工作。

  这一新款仿生手臂最大的特征是柔韧性设计,能拿起不同外形的物体,该仿生手臂还结合了马达转子和线缆,可帮助使用者在不同任务中控制盘卷力。

  基于简单有效的设计,该仿生手臂使残疾人群变得“独断专行”,可以在无需任何援助下完成每天的工作和任务。

  英国女子不愿右手是摆设

  看到仿生手强大决意断臂

  理由一 外观逼真

  连毫毛、斑点都可定做

  2011年9月,在美国举办的假肢协会会议上,英国苏格兰一家义肢公司展出了目前世界上最逼真的仿生手,这种仿生手不仅外表看上去和人手极其相似,细节也非常出众,连手上的毫毛、斑点甚至指甲的修饰都没有漏掉。仿生手功能也很齐全,能做出拖拽、支撑等动作,甚至还可以打字。

  这款产品名为“活皮肤”,由高质量的硅树脂制成,外表是手工绘制,力求与真手外形接近。产品包括手指的一部分、整根手指、手和手臂。根据每个人体态的不同,厂商会检查每个人的身体特征,专为其定制合适的假肢。该公司已在100位残疾人身上安装了假肢,反应均良好。

  理由二 功能强大

  画画弹吉他都没问题

  英国男孩埃文·雷诺兹在一次意外事故中失去了自己的左手,当他安装了仿生手后,生活仿佛又回归了正常,这只“仿生手”的外形不仅可以以假乱真,并且埃文还能随心所欲地用这只“仿生手”拿起装满水的纸杯,削胡萝卜,还可以边走路边吃薯片,写字、画画甚至弹吉都没问题,这些都是他做梦都不敢想的事情。

  理由三 使用方便

  用意念就可以控制

  埃文·雷诺兹2008年安装的这种仿生手与一般假肢不同,堪称当时最先进的仿生手,不但外观逼真,使用起来也灵活方便。它有多个关节,可以做很精细的动作。

  仿生手以电池提供能量,通过肌肉运动产生的生物电驱动手掌和手指活动。研究人员在雷诺兹残留的左上臂安装传感器,与仿生手相连。左上臂运动时产生生物电,可以“指挥”仿生手运动。仿生手能感知握力,方便使用者更好地控制。

  “我所需要做的只是想象拿起或抓住某样东西,手就能自己动起来。……最令我惊喜的是,装上仿生手后,我只用了几分钟就可以像现在这样灵活使用它了。”埃文说。

  理由四 好用不贵

  万余美元能买尖端货

  埃文·雷诺兹所用的仿生手为塔奇生物技术公司研发的,这只仿生手被美国《时代》周刊评选为2008年度最佳发明之一。目前,全球共有约450人使用上这一最新技术。在英国,这样一只仿生手售价约为1万英镑(约合1.43万美元)。(本组稿件除署名外为本报综合)

  仿生家族

  有多少器官可以重造?

  仿生器官技术发展到今天,已经不仅限于义肢、人造心脏等“大部件”,更加精密、细小的仿生器官有望在不久的未来“随取随用”,造福大众医疗。让我们先来看看,目前人类所能打造的仿生器官。

  仿生视网膜

  视网膜位于眼球背后,作用是集合光线,而仿生视网膜也必须牢牢附着在眼球背后才能产生作用。据美国“第二视力”公司介绍,他们研制的第一代仿生视网膜拥有16个电极,电极就像显示的像素一样,让患者看到较大的字样,拥有60个电极的第二代产品正用于临床试验。该公司还致力于开发第三代产品,这种拥有超过200个电极的仿生视网膜将极大限度接近天然视网膜。

  仿生神经

  仿生神经的研究堪称仿生器官领域的“圣杯”,一旦成功,将造福大批脊椎损伤、中风、脑部疾病的病患。科学家已经开始尝试在脑部与肢体内植入电极,让大脑“无线”遥控肢体活动。

  仿生耳蜗

  仿生耳蜗是为耳蜗受伤而失去听觉的患者而设。它分为两部分,一部分是一个被放置在病患耳朵外的麦克风,用于捕捉声音,并将声音转化为电子脉冲,输送入被植入耳内另一部分的电极中,直接刺激病患的听觉神经,从而恢复部分听觉。

  仿生耳蜗是目前研制最成功的仿生器官。仅在2006年,全世界范围内就有11万人被植入了仿生耳蜗。科学家正试图通过增加内置电极等方法让它变得更为精密。

  仿生前庭

  仿生前庭使用了一种陀螺状的回转仪,用于测量三维空间内任何人体行动带来的震动。而测量的结果要先转化成电子脉冲,再传达至前庭神经,模拟真正的前庭的功用,以便大脑在发出信号时,视线与肢体动作能保持同步。目前仿生前庭作为改善失去平衡力患者的医疗手段。

  仿生心脏

  人造心脏不是什么稀罕事,倒是人造心脏一直存在容易造成血凝块堵塞血管导致严重后果的问题。法国心脏外科医师埃兰·卡朋提尔发明了一种能够解决这一问题的仿生心脏,它拥有两个微型泵,用于模拟真实心脏的两个心室,内置反应器与处理器调整血液流量,防止出现血凝。

  仿生躯干

  由日本企业开发的仿生躯干与一般仿生器官不同,它无需手术植入,只用于外穿,可帮助肢体完好却行动不便的患者、老年人正常活动,甚至成为大力士。

  仿生脚掌

  美国一工程师正在开发一种能在形状、重量乃至灵活度都与真实肢体极为相似的仿生脚掌。仿生脚掌上带有三个计算机处理器,一个控制微型发动机,一个用于估计脚掌抬到半空时其位置,还有一个用于将它推向上前方。

  仿生膝盖

  先锋义肢制造公司奥瑟尔推出的仿生膝盖大量使用了感应器、回转仪、微型发动机与计算机处理器等高科技技术,帮助病患在不费力的情况下以更加自然的姿态重新站立与步行。

  仿生手臂

  目前仿生义肢大多做到了与肌肉神经的精密连接,也能够通过思维控制,做出拿起水瓶、将水瓶送到口边、抬起水瓶喝水等一系列普通义肢难以完成的复杂动作,不少人已从中获益。

  仿生手指

  仿生手指的灵活度更甚于仿生手臂,目前科学家已经成功研制出能够“指挥”肌肉萎缩的病患手指活动自如的仿生装置。

  外骨骼仿生系统

  美国伯克利一家仿生技术公司2010年研制出一种由电池提供动力的外骨骼系统,这种外骨骼系统可以帮助截瘫患者摆脱轮椅,自由行走。

  这种外骨骼系统被命名为“eLEGS”,由一个机械框架组成,机械框架通过拐杖进行控制。“eLEGS”系统的电池能够保证使用者行走一整天,电量用完后需要换下来充电。

  所谓的外骨骼就是一种可穿戴的、人工智能的仿生设备,最初主要为军事用途而研发,它可以在战场上增强士兵们的力量和忍耐力。

  幸运儿

  一封信“换到”顶级仿生手

  不花一分钱就能装上先进的假肢,这天上掉馅饼的事情被英国一名先天无左手的男孩撞上了。

  英国少年马修·詹姆斯是F1赛车迷。为了实现自己更换高级仿生手的愿望,他给F1奔驰车队的主管写信,请求对方能够赞助他购买一个顶级假肢,作为回报,他将允许奔驰在他的假肢上做广告,就像F1赛车上的广告一样。奔驰车队被这封“聪明和感人信件”打动,同意帮助马修完成心愿。在奔驰车队的努力下,制造这种高级假肢的触摸仿生公司愿意为男孩提供优惠,原本3.5万英镑的假肢只收1万英镑,而这笔费用最后由F1赞助商和广大粉丝捐献埋单,马修没有为此掏一分钱。

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  • 维尔丁
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