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            封面新聞丨仿生手點燃杭州亞殘運會主火炬!智能假肢為殘障人士帶來無限可能

            2023-10-23 13:16:44 來源: 中國科技網綜合 作者:

            22日晚舉行的杭州第4屆亞洲殘疾人運動會開幕式上,最后一棒火炬手用通過大腦操控的智能仿生手高擎火炬“桂冠”向全場觀眾致意,隨后點燃主火炬。當科技與夢想相逢,所有不可能將變為可能。

            10月22日,最后一棒火炬手徐佳玲在開幕式上。新華社記者 伍志尊 攝

            什么是智能假肢

            即便筋肉骨骼損毀或喪失,曾經控制著它們的大腦區域及神經也會繼續存活。對許多傷殘者而言,與斷肢對應的腦區和神經都在靜候聯絡,如同話機被扯掉的電話線。

            智能假肢,又叫神經義肢、生物電子裝置,是指醫生們利用現代生物電子學技術為患者把人體神經系統與照相機、話筒、馬達之類的裝置連接起來以嵌入和聽從大腦指令的方式替代這個人群的軀體部分缺失或損毀的人工裝置。

            智能假肢具有能自動調節,使得假肢與原來的肢體功能更接近,具備較好的仿真造型、美觀耐用等特性。

            傳統假肢有哪些弊端

            傳統假肢一般用鋁骨架、皮帶等制成,由于鉗工、皮工、焊接等不同工種的工人拿到的只有制作數據,沒有對使用者有直觀感知,也就很難設身處地為殘疾人使用舒適度考慮。而且傳統假肢不能按照人的意圖進行各種動作。

            北京大學工學院智能系統與人體工程實驗室主任、博士生導師王啟寧表示,傳統假肢有各種各樣的問題,比如假肢關節角度、阻尼不可自主調節,只能在有限范圍內轉動,并且沒有動力輸出。王啟寧認為,如果想達到“賽博格”(人類與電子機械的融合系統)這樣的程度,需要依靠智能動力假肢。

            技術演進為智能假肢賦能

            80年代,大量新技術與新材料引入假肢,實現了假肢的鈦合金化、碳纖維化等。除了假肢制作材料的不斷升級,更多的科技手段也被運用在假肢矯形領域,例如可以利用軟件實現動態捕捉,視頻分析步態,用生物力學的知識幫助患者設計最合適的假肢。

            致力于全面提高截肢者生活質量,依托人工智能、腦機接口、虛擬現實、3D打印技術等一系列新興技術,一些研究者進行了仿生假肢等產品的研發和應用。

            例如,智能仿生手主要由仿生手和接受腔兩部分組成,通過傳感器來獲取用戶的肌電和神經電信號,并做出動作,用徐佳玲的話說,這叫“用意念控制”。

            對于肢體殘障人士來說,假肢的作用不再局限于美觀作用。區別于一般的假肢,智能假肢手最大程度貼近人手,它的每根手指由一個電機驅動,均能自動調節,使假肢與原來的肢體功能更接近。

            腿部截肢者通常不太信任傳統假腿,原因是傳統假腿與大腦沒有建立聯系,行走時要緊盯著假腿和地面來給大腦提供信息,大腦處理信息的負擔加重。智能仿生腿,可以通過數據智能分析預判滑倒、絆倒等情況,控制機械關節,減輕或避免使用者受傷。

            隨著3D打印技術的不斷成熟,利用3D打印技術制作的假肢也越來越普及,它們重量很輕,大大減輕了患者的佩戴負擔,方便長期佩戴。

            智能假肢改變殘障人士生活

            近年來,智能假肢等高科技助殘設備在我國各大展會頻頻亮相,包括去年11月在上海舉行的第五屆中國國際進口博覽會、今年4月在??谂e行的第三屆中國國際消費品博覽會,以及在武漢舉行的2023年世界大健康博覽會等。

            在我國,智能假肢正一步步從展臺走進生活。

            “90后”女生張超凡是吉林省超凡夢想公益基金會理事長,左臂天生殘缺。一年前,她配合科研團隊測試智能仿生手,如今已能完成抓握物品、寫字、繪畫、疊衣服等動作。

            張超凡在用智能仿生手寫字。 高龍安 攝

            “其實我本來已經習慣截肢后的生活了,但是智能仿生手可以讓我雙手來抓握火炬,點燃圣火,在生活中也很方便,拿水杯、擰瓶蓋都是可以的?!毙旒蚜嵴f。

            仿生假肢不僅適用于日常生活,還可以幫助患者繼續從事運動和娛樂活動。例如,有些仿生假肢可被用于跑步、攀巖、游泳等多種體育運動,幫助患者積極參與社交和娛樂活動。

            去年3月2日,殘疾人游泳運動員賈紅光用一款國產智能仿生手,順利完成了北京冬殘奧會火炬傳遞任務。完成交接后,一位觀眾向他發出握手邀請,他伸出手,仿生手的手掌緩緩張開,和對方的手接觸后,竟自然握起,完成了一次友好的握手?!翱萍紟舆M步,也為我們殘疾人提供了很多便利?!辟Z紅光說。

            而前不久在千島湖畔,本屆亞殘運會火炬手、射箭運動員葉金燕依靠一條深空灰色涂裝的智能仿生腿完成火炬傳遞。

            隨著科技的發展,越來越多像智能仿生手、智能仿生腿這樣的設備、裝備幫助殘障人士彌補了身體的缺憾,點燃了逐夢的信念。

            (綜合新華社、科普中國、中國新聞網、新華日報、科技日報、中國醫藥報等)

            責任編輯: 王倩
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