仿生肢体赋能感知,伦理安全须慎行
几十年的不懈探索,科学家们终于在恢复四肢缺失或瘫痪患者行动能力方面取得了重大突破。仿生肢体技术日新月异,但要想真正改善患者的日常生活,赋予他们的不仅仅是活动能力,更是来自触觉和温度感知的真实体验。
神经信号解码,触觉再现
触觉感知是肢体运动的关键。研究人员通过深入了解感觉运动系统的运作机制,致力于解码皮肤上不同感觉神经元编码的物体形状、压力和质地等信息。通过将这些信号直接传递到大脑,患者能够重新拥有触觉能力。
瑞典查尔姆斯理工大学的神经工程师贾科莫·瓦莱与截肢患者斯科特·英柏瑞合作,通过植入电极,成功让英柏瑞感受到了物体边缘的微妙触感,甚至手指拖动物体的细腻动作。这意味着患者可以通过仿生手更自如地操纵和检测物体,或者通过仿生腿获得更好的平衡感和步态。
温度敏感,感知重现
瑞士洛桑联邦理工学院的神经工程师苏莱曼·苏库尔等人正探索恢复患者辨别温度能力的途径。他们通过热装置刺激上肢截肢患者剩余肢体的神经,让患者佩戴的机械手体会到了温度从温暖到凉爽的奇妙变化。
人机融合,感觉再现
美国麻省理工学院的工程师休·赫尔认为,最重要的是,让患者感觉假肢就像是自己身体的一部分,而非外接设备。为此,他将人体组织与先进的合成技术相结合,实现人机融合。他们开发出一种方法,通过再生截肢腿残余部分的神经来恢复感觉输入,患者可以感受到被物体撞击的触感。
电子皮肤,感知增强
为假肢赋予真实感觉,人造皮肤必不可少。美国斯坦福大学的工程师鲍哲南将电子皮肤视为拓展假肢功能的关键。电子皮肤结合了神经科学和工程学领域的最新技术,能够敏锐捕捉环境信息,并与神经系统直接“对话”。
尽管仿生肢体赋能感知的研究取得了长足进步,但伦理和安全问题仍然不容忽视。患者植入的设备可能面临卫生服务覆盖不足、设备故障和制造商破产等风险。因此,在追求技术突破的同时,必须谨慎考虑和妥善解决这些问题,确保患者的利益和安全得到充分保障。
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