技术允许截肢者控制机械手臂与他们的想法

明尼苏达双城大学的研究人员已经开发出了一种更准确、微创技术,使截肢者移动机械臂使用他们的大脑信号,而不是肌肉。

目前很多商业假肢使用电缆和利用系统控制的肩膀或胸部,和更高级的四肢使用传感器上获取微妙病人现有的肢体上的肌肉运动设备。但是,这两种选择都可以麻烦,不直观,需要几个月的练习截肢者学会如何移动。

大学生物医学工程系的研究人员,与行业合作者的帮助下,已经创建了一个小的植入装置,连接到外围神经在一个人的胳膊。当加上一个人工智能电脑和机器人手臂,设备可以读取和解释大脑信号,使上肢截肢者控制臂只使用他们的想法。

研究人员最近的论文发表在《神经工程,同行评议科学杂志神经工程的跨学科领域。

“这是一个比任何商业系统更加直观,”朱尔斯(Anh Tuan Nguyen说,博士后研究员和明尼苏达大学双子城生物医学工程博士毕业。与其他商业假肢系统”,当截肢者想要移动手指时,他们实际上并不考虑移动手指。他们试图激活他们的手臂的肌肉,因为这就是系统读取。因此,这些系统需要大量的学习和实践。对于我们的技术,因为我们直接解释神经信号,它知道病人的意图。如果他们想要移动手指时,他们所要做的就是思考移动手指。”

阮一直致力于这项研究了10年,明尼苏达大学生物医学工程系副教授智和杨是一个关键的神经芯片技术的开发人员。

项目始于2012年,当时爱德华keefe,一个行业的神经学家兼首席执行官神经,合并,走近杨创建一个神经植入可能截肢者受益。两人收到美国政府的资助国防高级研究计划局(DARPA)和已经成功的临床试验进行了几个真正的截肢者。

明尼苏达大学的研究人员也曾与技术商业化办公室成立一家名为Fasikl-a玩“束”这个词是指一束神经纤维实现该项技术的商业化。

“事实上,真实的人,有一天我们可以影响改善人类生活的患者是非常重要的,”Nguyen说。“这是有趣的去开发新技术,但如果你只是在实验室做实验,它不直接影响任何人。这就是为什么我们想要明尼苏达大学,自己参与临床试验。在过去的三、四年,我有幸和几个工作人类患者。我可以真的情感,当我可以帮助他们把他们的手指或帮助他们做一些他们不认为是可能的。”

很大一部分是什么原因使系统工作得那么好类似技术是人工智能的公司相比,它使用机器学习来帮助解释神经的信号。

“人工智能有巨大的能力有助于解释很多关系,”杨说。“这项技术允许我们人类的数据记录,神经数据,准确。这种神经数据,人工智能系统可以填补空白,确定发生了什么。这是一个非常大的事情,能够将这种新芯片技术与人工智能相结合。它可以帮助回答很多问题,我们无法回答。”

技术的好处不仅对截肢者,但对其他病人患有神经疾病和慢性疼痛。杨认为未来入侵脑部手术将不再需要和大脑信号可以通过访问周围神经代替。

另外,植入式芯片已经超越医学的应用程序。

现在,通过皮肤的系统需要电线连接到外部和AI接口机械手臂。但是,如果芯片可以远程连接到任何一台电脑,它将使人类能够控制他们的个人设备汽车或手机,为例子。

“有些事情确实发生了。很多研究将从什么是所谓的“幻想”范畴的科学范畴,”杨说。“这技术是为截肢者,但如果你谈论它真正的潜力,这可能适用于我们所有人。”