科学家为意念控制的机械臂增加了触觉

大多数人可能低估了我们的触觉在多大程度上帮助我们驾驭我们周围的世界。ñ电子战的研究取得了它晶莹剔透的机械臂用后感受能力能够减半所花费的用户完成任务的时间。

近年来，快速推进Ş两个机器人和神经接口带来了仿生肢体的梦想（像一个留着卢克天行者在星球大战电影）触及的距离内。2019 年，研究人员甚至推出了一种具有触觉的机器人假肢，用户可以仅用他们的思想来控制。

但到目前为止，这些设备通常依赖于连接到患者剩余上臂的神经和肌肉。这意味着这些设备对那些瘫痪或受伤对这些组织造成太大损害的人不起作用。

不过，这可能即将改变。研究人员第一次允许患者通过直接连接到他们的大脑来控制机械臂，同时从设备接收感官信息。通过关闭循环，与没有任何反馈的控制手臂相比，患者能够在一半的时间内完成任务。

“控制非常直观，我基本上只是在思考事情，就好像我在移动自己的手臂一样，”在匹兹堡大学与研究人员一起工作了六年的患者 Nathan Copeland 告诉 NPR。

结果， 在报道科学，建立在来自同一团队以前的工作是发现，他们可以使用Copeland的躯体感觉皮层局部到他手里的地区触发感觉植入物，尽管失去了感觉和控制感谢他不得不脊髓损伤。

这位 28 岁的年轻人之前也曾使用连接到运动皮层的神经接口控制外部机械臂，但在最新的实验中，研究人员将这两种研究结合起来，取得了令人印象深刻的结果。

在一系列旨在测试灵活性的任务中，包括移动不同形状和大小的物体以及从一个杯子倒到另一个杯子，科普兰能够将完成这些任务的时间从平均 20 秒减少到仅 10 秒，并且他的表现往往等同于那的一个身强力壮的人。

科普兰从手臂接收到的感官信息仍然相当简陋。传感器测量机器人手指根部关节的扭矩，然后将其转换为电信号并传输到大脑。他报告说，反馈感觉不自然，而更像是压力或轻微的刺痛感。

但这仍然比通过简单地观察手的动作收集到的信息要多得多，而这正是他之前必须做的全部工作。而且这种方法几乎不需要训练，不像其他基于感觉替代的流行方法，这些方法刺激一片皮肤或提供患者必须学会与触觉相关联的视觉或音频线索。

“在使感觉更逼真并将这项技术带入人们的家中方面，我们还有很长的路要走，但我们越接近重建大脑的正常输入，我们就会越好，”罗伯特·冈特该论文的合著者，在一份新闻稿中说。

“当即使是有限和不完美的感觉恢复时，人的表现也会以非常显着的方式提高。”

外部机械臂距离正确集成的假肢还有很长的路要走，可能需要大量工作才能将所有必需的技术压缩到更便携的包装中。但凯斯西储大学 的神经工程师 Bolu Ajiboye告诉《 连线》杂志 ，直接向大脑提供真实的感觉信号，尤其是实时传递的信号，是一项重大进步。

在《 科学》杂志的相关观点中 ，伦敦帝国理工学院的 Aldo Faisal 表示，触觉的整合不仅可以提高假肢的性能，还可以让患者对更换的肢体有更大的主人翁感。

Ť他的突破，他补充说，还开小号起来的科学探究有趣的线很多，其中包括类似的做法是否有助于推进机器人或用于增强人类感知与非生物传感器。