AI导读:

瑞典查尔姆斯理工大学研究团队推出可安装在椅子或轮椅上的脑控仿生手设备,成功模拟复杂触觉感知,为脊髓损伤患者恢复触觉带来新希望。

一项突破性研究成果在《科学》杂志上发表,为脊髓损伤患者带来了恢复复杂触觉感知的新曙光。瑞典查尔姆斯理工大学的研究团队创新性地推出了一款可安装在椅子或轮椅上的脑控仿生手设备,该设备巧妙结合了体外仿生手与大脑刺激技术,成功模拟了迄今为止最为复杂的触觉感知。

研究团队通过植入大脑的电极,利用特定的微刺激模式,成功编码了手部的自然触觉感知。这一革命性的进展意味着脊髓损伤患者不仅能够通过大脑控制仿生手臂,还能感受到边缘、形状、曲率、运动及三维形状等丰富的触觉信息,这在医学领域无疑是一项具有里程碑意义的突破。

研究团队自豪地表示,他们已“迈入人工触觉的新纪元”。这种高度细腻的感知对于实现人类手部的灵巧操作、精准控制以及立体触觉体验至关重要,为患者重新获得生活自理能力提供了可能。

在实验中,团队通过两名脑机接口受试者的大脑感觉和运动区域植入物,记录并解析了与手臂和手运动意图相关的电活动。随后,受试者仅凭思维即可控制仿生手,而仿生手则通过内置的传感器与脑植入物进行通信,将复杂的触觉信息翻译并反馈给受试者的大脑。

实验中,受试者成功完成了一系列需要高度触觉感知的复杂任务,如感知物体的边缘、判断指尖运动的方向等。这意味着他们现在有可能利用仿生手臂更精确地执行以往难以完成的复杂操作,如抓取并移动物体等。此外,为了实现触觉信息的精准传递,研究人员还通过植入物直接向受试者大脑输入特定刺激,提供了更为生动、真实的感官反馈。

尽管这项研究标志着脊髓损伤患者在恢复复杂触觉感知方面迈出了重要一步,但要全面捕捉并传递所有触觉特征,仍需进一步研发更复杂的传感器和机器人技术(如仿生皮肤),以及改进用于刺激的植入式技术。

回顾2021年,生理学与医学诺贝尔奖颁给了发现触觉受体的科学家,这预示着人工触觉的实现只是时间问题。近年来,人工触觉领域的前沿成果层出不穷。如今,大脑芯片与机械手臂的结合,让大脑通过另一种途径获得了触感,并实现了对机械手的操控。展望未来,这一技术不仅将为肢体障碍人士带来福音,还将极大地提升机器人的性能,使其机械手的敏感度和精确度超越人类工匠。即使没有天赋之手,我们也能通过科技触摸世界。

脑控仿生手设备示意图