利用意念控制外界事物,是人們期盼實現的夢想。美國約翰普金斯大學應用物理實驗室(Johns Hopkins University’s applied Physics Laboratory)開發的“模塊化假肢(MPL)” 技術系統,或將可以讓這種科幻般的設想成為現實。這種模塊化假肢系統,將直接在人腦植入傳感芯片,建立腦-機接口,實現人腦思維意念直接操控假肢。
這項技術的開發項目,是由約翰普金斯大學應用物理實驗室首席工程師Michael McLoughlin先生領導,累積獲得了美國國防高級研究計劃署(DARPA)約1.2億美元的經費資助,開發出了更新的神經傳感技術和機器人技術,應用到人體假肢迭代。
McLoughlin先生向美媒STAT透露,傳統的機械手臂主要是通過構建神經-肌肉接口,依賴于肌肉的肌電活動信號來執行操作,利用安裝在肱二頭、肱三頭肌皮膚表面的神經傳感器,接收這些肌肉收縮信號傳送給設備,一般只能完成很簡單的動作。而MPL主要依賴植入到人腦中的生物芯片記錄信號并將傳送給設備,進而執行各種操作,它還可以還原真實的觸感并反饋給使用者,可以讓用戶獲得更為逼真的操作體念感。
MPL最核心的技術環節是構建人腦與機械手臂的神經接口,將電極芯片植入大腦,通過傳感器接收大腦神經細胞活動,根據這些信號推測出大腦指令,將指令信號傳輸給機械手臂完成指令動作。
MPL是目前世界上最復雜精細的人上肢義肢,配置了超過100個傳感器,幾乎能夠完成人上肢的所有動作。MPL的顯著特征如下:
擬人化的尺寸和外觀;
力量和靈活性,接近于普通人手臂;
觸覺和定位分辨高;
配置傳輸直觀與自然感覺的閉合環路控制神經接口。
目前,已開發出6個MPL假肢產品,正在美國病人進行假肢安裝應用于康復測試,另有4個產品正在研制中。MPL的開發應用過程中,要克服的最大障礙是可能引發病人皮膚感染,McLoughlin先生指出。此外,目前MPL的應用人群僅限于截肢人群,尚不具規模,開發成本很高。下一步計劃將它推廣應用到其他有潛在需要的病人,例如:坐輪椅的病人,漸凍人,脊髓受損病人等。
但是,McLoughlin先生認為,每當看到病人使用MPL能夠完成日常生活動作,都會令他激動不已,這也將激勵著他繼續領導推進這項技術的開發,幫助到更多殘疾患者。