News Release

具有人工触觉反馈的脑机接口改善了对机器手臂的控制

Peer-Reviewed Publication

American Association for the Advancement of Science (AAAS)

不单只是依赖视觉而且还可模拟触摸感的脑机接口可极大地改善四肢瘫痪的人用脑控机器人肢体操纵物体的能力。这些参与者进行各种作业的水平堪比健全者。由脑机接口(BCI)控制的假肢装置可让某些瘫患的人重新恢复功能活动;BCI可检测来自植入电极的与动作相关的脑部活动,并将其转变为对机器肢体的有意识的控制。然而,BCI控制系统的使用是有限的。它们通常单独依靠视觉提示且缺乏关键性的来自能够感觉被抓握物体的感官反馈。为解决这个问题,Sharlene Flesher等人为BCI中增加了一个传入通道,旨在模仿来自手部皮肤的感觉输入,从而形成了一个通往脑部的既能“读取”又可“书写”信息的系统。Flesher等人的双向BCI可读取来自脑部运动皮层的神经活动以控制机器手臂。与此同时,机器手“皮肤”上的传感器会重新编码其所感受的机械力,并通过皮质内微模拟将其传递回躯体感觉皮层,从而令使用者能感到像他们自己的手产生的触觉。这项研究的参与者是10年前受伤的28岁男性。借助该新型的BCI,他极大地缩短了一系列上肢评估的试验时间;这些评估涉及移动不同形状的物体,包括将放置在桌子右侧的一个杯子中的满满的纸和塑胶碎片倒入放在桌子左侧的一个空杯中。在所有的作业中,与没有提供触觉反馈的BCI相比,他在相同作业上所花时间减少了一半:从中位时间20.9秒减少到10.2秒。Aldo Faisal 在相关的《视角》文章中写道:“Flesher等人的结果开辟了多个研究途径,包括提高机器人技术以及研发具触觉人造皮肤的临床应用可能性,以及探索用非生物性传感器增强人类能力的超人类主义问题。”

###


Disclaimer: AAAS and EurekAlert! are not responsible for the accuracy of news releases posted to EurekAlert! by contributing institutions or for the use of any information through the EurekAlert system.