IEEE專家表示:思維可控的仿生假肢發(fā)展前景廣闊
人們對(duì)仿人機(jī)器人的迷戀時(shí)常會(huì)出現(xiàn)在科幻小說(shuō)和電影中,其主要原因是因?yàn)檫@些“仿人機(jī)器人”還沒(méi)有被制造出來(lái),作者和導(dǎo)演只能對(duì)其進(jìn)行發(fā)揮和想象。全球最大的科技專家聯(lián)盟IEEE的仿生假肢專家日前表示,科幻和現(xiàn)實(shí)之間的差別正變得日益模糊。事實(shí)上,借助“仿生假肢”,患者現(xiàn)在能夠通過(guò)假肢修復(fù),在大腦思維的驅(qū)動(dòng)下重新控制被切除的肢體。
如今,仿生假肢正通過(guò)移動(dòng)輔助功能來(lái)大大改善截肢患者的生活質(zhì)量。這種功能在結(jié)構(gòu)和神經(jīng)上提供了模仿人體伸展的輔助技術(shù)。通過(guò)連接患者的感官系統(tǒng),未來(lái)的仿生假肢可以憑借自然附屬肢體的熟知感完成靈巧的任務(wù)。
IEEE會(huì)員、麻省理工學(xué)院副教授、iWalk首席技術(shù)官Hugh Herr博士指出:“最近,我們?cè)诳纱┐髦w機(jī)器人上所取得的成功,證明了科技在改善患者生活質(zhì)量方面所彰顯的非凡能力?!盚err博士及其科研隊(duì)伍發(fā)明了能夠模仿生物體動(dòng)作的電腦控制膝蓋,以及機(jī)器人腳踝義肢和矯形器。這個(gè)課題對(duì)Herr博士太熟悉不過(guò)了,因?yàn)樗?982年的徒步探險(xiǎn)中遇險(xiǎn)并導(dǎo)致膝蓋以下截肢。特別值得一提的是,Herr博士已經(jīng)使用自己設(shè)計(jì)的專用假肢再度開(kāi)始了攀登活動(dòng)。他認(rèn)為:“這些假肢不僅幫助患者重新獲得了身體的運(yùn)動(dòng)能力,還幫助他們重新享受到曾經(jīng)健康時(shí)的生活品質(zhì)?!?
鑒于可穿戴機(jī)械技術(shù)的進(jìn)步,IEEE專家相信,在15年內(nèi),醫(yī)生們將能夠創(chuàng)造出可復(fù)制絕大部分自然運(yùn)動(dòng)的全機(jī)械肢體。Herr博士表示:“在不久的將來(lái),我們將能夠?yàn)榛颊咛峁┊?dāng)前技術(shù)所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的生活質(zhì)量。我們不斷研究如何把假肢與人體有效地連接起來(lái),包括在電氣和機(jī)械等方面,目的是為了擴(kuò)展假肢的可控性和感知能力?!?
IEEE高級(jí)會(huì)員、醫(yī)學(xué)博士、公共衛(wèi)生學(xué)博士、芝加哥康復(fù)學(xué)會(huì)仿生醫(yī)療中心主任兼截肢患者服務(wù)主任Todd Kuiken博士指出:“在創(chuàng)造全機(jī)械肢體中最關(guān)鍵的進(jìn)步之一便是使用感官反饋來(lái)關(guān)閉控制神經(jīng)環(huán)路。如果感覺(jué)不到假肢的空間位置,控制假肢的難度會(huì)大幅提高,進(jìn)而需要依賴視覺(jué)識(shí)別來(lái)關(guān)閉神經(jīng)環(huán)路。”
對(duì)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)可穿戴機(jī)械技術(shù)的需求仍然非常重要,因?yàn)殡S著人口老齡化加劇,對(duì)假肢的需求也在持續(xù)增長(zhǎng)。Kuiken博士表示:“雖然外傷性截肢的數(shù)量正在減少,但在老年人口中,血管疾病和糖尿病是導(dǎo)致截肢的兩個(gè)主要原因。然而,隨著科技甚至材料不斷取得的重大進(jìn)步,截肢患者也擁有了更多的可選方案。”
據(jù)Kuiken博士介紹,正是如IEEE這類的協(xié)會(huì)在復(fù)雜技術(shù)的發(fā)展中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。他表示:“現(xiàn)在重大的科技發(fā)展都是由團(tuán)隊(duì)推動(dòng),而不像過(guò)去是由個(gè)人完成。IEEE等組織鼓勵(lì)這些團(tuán)隊(duì)的構(gòu)建,促進(jìn)跨學(xué)科的創(chuàng)新中發(fā)揮重要作用?!崩纾?nbsp;8月31日到9月3日在波士頓舉辦的第33屆IEEE醫(yī)療和生物工程協(xié)會(huì)國(guó)際會(huì)議包括多個(gè)分會(huì)場(chǎng),展示了可穿戴機(jī)械假肢的最新進(jìn)步,以及這種技術(shù)給患者和社會(huì)帶來(lái)的全面醫(yī)療福利。
IEEE與可穿戴技術(shù)有關(guān)的其它資源包括:
- IEEE Spectrum視頻:新的研究工作,尋求將假肢與大腦直接連接起來(lái)的途徑:
http://spectrum.ieee.org/video/biomedical/bionics/a-manhattan-project-for-the-prosthetic-arms-race - IEEE Spectrum視頻:Dean Kamen就其發(fā)明假肢成果有關(guān)的問(wèn)答:
http://spectrum.ieee.org/video/biomedical/bionics/dean-kamens-artificial-arm - IEEE Spectrum文章:DARPA假肢為截肢患者帶來(lái)新希望:
http://spectrum.ieee.org/robotics/medical-robots/winner-the-revolution-will-be-prosthetized - IEEE的生命科學(xué)網(wǎng)絡(luò)門戶提供了優(yōu)秀的資源和社區(qū),包括使生命科學(xué)跨學(xué)科解決方案成為現(xiàn)實(shí)的知識(shí)、機(jī)會(huì)和協(xié)作。
如需進(jìn)一步了解IEEE或與IEEE會(huì)員探討可穿戴技術(shù)的未來(lái)發(fā)展情況,請(qǐng)聯(lián)系:ieeeteam@webershandwick.com。