仿生技术大揭秘人脑控制阿凡达机械手臂

2019-03-28 19:58:56 来源: 海南信息港

仿生学在影响和改变着我们的生活。人工心脏可赐予患者第二次生命,人工耳蜗可使失聪者重获听力,仿生眼球可使失明者重见光明以及仿生肢体可使瘫痪者重新站起来。当好莱坞电影不断展现“钢铁侠”之类的超人能量时,如今的仿生学在人类生活中的应用已到了哪一步?牛津大学未来人类学专家桑德伯格博士表示,改造人类身体变得越来越容易,打造铁金刚已不再是幻想。

人脑控制“阿凡达臂”

2010年,美国防部高等研究计划署发布斥资3450万美元,支持约翰·霍普金斯大学等几所研究机构合力打造一款通过植入大脑的神经传感器来控制的假肢,旨在让“截肢士兵可能凭借思维控制机械手臂”。今年1月24日,一名美国伤残军人安装了约翰·霍普金斯大学研究的智能化手臂。该“手臂”重9磅(约合4.08公斤),由人脑智能控制。金属手臂独立做出的动作可被精细地划分为22级,有媒体将其称为“阿凡达臂”。研究人员解释其原理时说,当人的手臂受伤乃至断掉后,残肢仍然会接收并保留大脑传输过来的指令。智能化假肢可实时搜集在残肢肌肉中保留的大脑信号,将其转化为假肢能够读懂的电脑指令语言,进而驱动金属手臂产生相应运动。这种由假肢做出的动作会比较流畅,基本出自于本能和直觉。

电子皮肤感应蝴蝶着陆 虽然可以复制出触感与质感逼真的仿生皮肤,但人类皮肤对压力与疼痛的反应却是难以复制的。加州大学伯克利分校研究人员发明了一种能够感应压力的电子皮肤,将来有望帮助使用假肢的病人恢复触觉。助理教授阿里·贾维表示,电子皮肤的基础体是一种聚合树脂制成的胶片,胶片表面有黏性,覆盖有发挥信号感知和传导作用的一种锗硅混合纳米线,进而在纳米线上安装纳米级传感器,再覆盖一种对压力敏感的橡胶。电子皮肤极为敏感,一只蝴蝶轻轻落在上面也能感应到。

电动马达驱动人造心脏

用人造心脏来替代病变或者损坏的心脏一直是医学界的梦想。如今,医学界已拥有技术让人造心脏的临床应用成为可能。法国Carmat医药公司预计在明年将新型人造心脏推广到欧洲市场。这种人造心脏经历了15年的研发,表面由人造制品和动物组织制成,由两个小型电动马达驱动。在植入病人胸腔后,

仿生技术大揭秘人脑控制阿凡达机械手臂

通过感应器上收集到的信息来模仿真实器官的各种反应,并通过皮肤上的或插在病人耳朵后面的电磁感应器,驱动控制器来操作人造心脏。这种设备预计售价在10万英镑左右。

起搏器技术存在争议 老年痴呆症、中风和帕金森综合征无不使大脑失去停顿状态,失去对身体的控制能力。科学家们发现,大脑起搏器是通过电脉冲刺激大脑局部神经便可使患者在一定程度上恢复身体知觉,因此医生通过外科手术方式,将导线植入大脑特定位置,利用脑部节律器发出的电波刺激,来调节脑部不正常的活动讯息,控制身体运动紊乱症状。这项技术除了被应用于以上三种疾病,现在还被用来治疗抑郁症与强迫症,均收到一定疗效,甚至可使轮椅上的患者短暂行走。不过,大脑起搏器涉及的技术在医学界仍存很大争议,一些专家质疑其能否长期产生效用,彻底根治疾病。

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