仿生义肢技术前景光明

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翻新时间：2023-07-28

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仿生义肢技术前景光明

来自美国科罗拉多州的莱斯・鲍（LesBaugh）最近成了生物科技领域的知名人士，因为美国约翰・霍普金斯大学的科学家为他安装了一副应用到尖端技术的仿生手臂。该手臂能直接接受使用者大脑的控制，这不仅是现代医疗整形技术领域的重大进展，还成功地赢得了广大公众的关注，首要原因是这种仿生手臂看上去太酷了，其次是因为它清晰地展现了科技在生物学领域实现的突破。看到使用这副模块化义肢（简称MPLs）的人，你就能明白问题的实质：仿生学向我们头脑中关于“人”的概念发起了有力挑战，而我们应对得挺好。

大多数截肢残缺者要控制这副义肢都得依靠颅电极，但莱斯・鲍比较幸运，他的双肩还残留着一部分活的神经组织。借助被称为“定向神经移植”的技术，研发人员对莱斯・鲍肩膀上一些本来已经无法自行控制的肌肉中的神经做了重新定向，这样一来，他的大脑就能自主识别并传导来自肩头肌肉的运动指令。在这个过程中，莱斯・鲍的肩膀和手臂之间形成了一个数字回路，而不必形成由大脑到手臂的数字回路，因为大脑已经通过神经把控制指令发送到了肩膀上，而读取肩膀到手臂之间的回路信号会更容易一些。

约翰・霍普金斯大学的研究小组不仅向世人展示了其研发的模块化义肢的先进性，还证明使用者能够同时控制两条仿生手臂，使用者只需适当的练习便能协调地使用它们，并能让它们表现得像真正的手臂一样。在一段演示视频中，莱斯・鲍展示了操控仿生手臂的精确度，除此之外，最令人惊叹的是他在讲话过程中做出的那些看起来完全偶然、不加修饰的手势。这些下意识的动作展现了仿生手臂与电脑辅助控制义肢的本质区别。

当然，即便约翰・霍普金斯大学的团队已经取得了如此惊人的成果，但人类在仿生学征途上还有相当长的路要走。利用人造电极和电机所能获得的控制精准度与生物神经系统的控制精确度还有天壤之别，想要填补两者间的鸿沟，除了改进读取神经信号的软硬件，还需要改进发出信号的电极以及解读信号的算法。眼下莱斯・鲍使用仿生义肢时还只能逐一控制想移动的关节。也就是说，当他想拿东西的时候，必须先将肩膀移动到一个正确的角度，然后依次控制手肘、手腕和手指运动。

想让义肢如真的肢体一样灵活，需要让使用者同时操控十几块肌肉的运动。研究者正朝着这一方向努力，他们对仿生义肢的发展前景抱乐观态度，表示未来使用者完全可以操控义肢弹钢琴。他们还计划给义肢覆盖上仿生皮肤，这样一来，使用者在公共场合就不会显得过于引人注目。