假肢系統(tǒng)為失去肢體的人提供感覺(jué)反饋
多虧了伊利諾伊大學(xué)(UI)的研究人員,失去肢體不再意味著隨之而來(lái)的感覺(jué)反饋停止-再加上假肢,一種新的控制算法向感覺(jué)神經(jīng)提供了輕度的電刺激,從而產(chǎn)生了實(shí)際的觸覺(jué)。“我們讓失去了雙手的人回味無(wú)窮。這個(gè)想法是,我們不再希望假肢手感覺(jué)像工具,我們希望它感覺(jué)像身體的延伸。” UI博士/博士生Aadeel Akhtar項(xiàng)目的主要作者說(shuō)。
通過(guò)調(diào)整施加壓力的程度和流出的電流,新算法為截肢的上肢提供了強(qiáng)大的觸覺(jué)。伊利諾伊大學(xué)香檳分校L. Brian Stauffer攝
提供神經(jīng)刺激的假肢在指尖上具有傳感器,因此,當(dāng)用戶接觸到某物時(shí),皮膚上的電信號(hào)與施加的壓力量相對(duì)應(yīng)。
病人通過(guò)與假肢集成的感覺(jué)控制模塊執(zhí)行各種日常任務(wù)。照片由Aadeel Akhtar提供
但是,到目前為止,提供實(shí)時(shí)反饋一直存在許多問(wèn)題,例如由于電極脫落而引起的電擊之痛并引起電流積聚,汗水阻礙了連接并減輕了皮膚上的感覺(jué)。
航空航天工程學(xué)教授,這項(xiàng)研究的首席研究員蒂莫西·布雷特爾(Timothy Bretl)表示:“穩(wěn)定,可靠的感官體驗(yàn)可以顯著改善假肢使用者的生活質(zhì)量。”
研究人員開發(fā)的控制器可監(jiān)視患者的反饋并自動(dòng)調(diào)節(jié)電流水平,以防止出汗或電極剝落75%時(shí)出現(xiàn)不適和過(guò)度刺激的情況。
為了確保一切正常,該團(tuán)隊(duì)對(duì)兩名志愿者進(jìn)行了一系列測(cè)試,這些志愿者被要求執(zhí)行劇烈的體力勞動(dòng),目的是誘發(fā)出汗,或者將假肢中的電極剝離到不同程度。
“我們發(fā)現(xiàn),當(dāng)我們不使用控制器時(shí),在活動(dòng)結(jié)束時(shí)用戶再也不會(huì)感覺(jué)到這種感覺(jué)。但是,當(dāng)我們啟用控制算法時(shí),活動(dòng)后他們說(shuō)他們?nèi)匀粫?huì)感覺(jué)到這種感覺(jué),”阿赫塔爾說(shuō)。
根據(jù)研究小組的說(shuō)法,他們當(dāng)前的目標(biāo)是使控制器小型化,使其適合假肢本身,并平衡成本,以便新系統(tǒng)可以由常規(guī)健康保險(xiǎn)承保。