近期,美国匹兹堡大学神经复原工程研究所发表研究,若在大脑控制的机械手臂安装模拟触觉机制,可让操作者移动物品的速度快一倍。这项研究对义肢发展是重大突破。
一般人对每天端起热咖啡喝几口这个动作,感到理所当然。但由于大脑可透过皮肤、肌肉和神经,感应到咖啡杯的重量及温度,并立刻调整力道和角度,才让人好好喝咖啡,且不会泼得满桌子都是。但对使用义肢或受伤丧失触觉的人来说,光这简单动作,就需要经过长时间训练,因他们无法感应杯子的温度和重量。
实验中,团队与车祸脊椎受伤双手瘫痪的受试者合作。受试者在先前的实验就在脑部及脊椎植入许多微型电子感应器,让他可用大脑操作机械手臂。这次团队尝试将模拟的触觉讯号加入机械手臂,让受试者摸到物品后出现“触觉”。
“我己经习惯没有触觉的操作方式,但有触觉的时候,感觉我适应得非常快,虽然那‘触觉’跟真的差有点多,像一股压下去的力量,跟一点搔痒感。”受试者 Nathan Copeland 表示,“但是练习过程中,即使触感有点怪怪的,但仍可帮助我更快完成挪动物品的动作,比起完全没有触觉还是好很多。”
团队指出,没有施加电子触觉的情况下,受试者需要 20.9 秒完成移动物品。加入触觉后,速度加快到 10.2 秒。
由于先前的研究是针对从大脑植入电子感应器,并施加电子讯号,可让原受试者透过机械手臂重新感受到物品。这次研究更进一步,让模拟的电子讯号更贴近真实触感。
“目前我们还需要更多时间,研究如何把模拟触感变得更真实。”论文共同作者 Robert Gaunt 博士表示,“透过这项研究,我们希望让这项技术普及到需要的人,让所有人都拥有正常的行动能力。”
也许不久的将来,人们就不用这么害怕瘫痪和截肢造成的后果了。
- Adding Sense of Touch Improves Control of Robotic Arm
(首图来源:pixabay)