能解码运动意图的假肢问世

来自意大利比萨圣安娜高等学校生物机器人研究所的码运团队，开发出一种安装在截肢者残臂和机械手之间的动意全新接口，可解码运动意图。假肢该接口与机械手集成后，问世已在第一位患者身上成功进行了测试，码运让患者能像运用自己的动意手那样操控机械手。这一成果是假肢科学家为彻底改变假肢未来发展而进行的一项前沿探索，相关研究发表在最新一期《科学·机器人》上。问世

新接口的码运开发理念是通过植入肌肉的磁铁去解码运动意图。团队使用几毫米大小的动意微型磁铁，植入截肢手臂的假肢残留肌肉中，这些磁铁可利用肌肉收缩产生的问世运动来张开和闭合手指。

研究团队解释说，码运人体前臂有20块肌肉，动意其中许多都负责控制手部运动。假肢许多失去手的人仍会感觉手部还在原处，也是因为残留的肌肉会根据大脑的指令运动。团队详细绘制了这些动作，并将其转化为信号来引导机械手的手指。微型磁铁具有天然磁场，可在空间中轻松定位。当肌肉收缩时，磁铁会移动，再通过一种特殊的算法将其转化为对机械手的特定命令。

团队将此项成果称为假肢医学领域的一项重大进步。患者的手臂上植入了6块磁铁，使用假肢已测试了6周。实验结果则远远超出了团队最乐观的预期：患者能自如控制手指的运动，拿起并移动不同形状的物体，还能完成许多日常动作，如打开罐子、使用螺丝刀、用刀切割、拉上拉链等，而且他能自己控制抓住易碎物体时的力度。

这个新系统无需电线和电源，只用磁铁和肌肉就能控制机械手指的运动并实现日常活动。这种能解码运动意图的接口非常了不起，与此同时，该研究对患者残留肌肉的运用也十分出神入化——团队需要通过手术将极微小磁铁植入到患者前臂肌肉中，还需要用核磁成像和肌电图识别截肢区域的各组肌肉，更要兼顾患者的体感。这些一步步都极具挑战性的工作，共同“搭建”起了世界第一只磁控假手。