全身瘫痪者用意念控制机器手臂成功端起咖啡杯

2012-05-23

一个由布朗大学、德国航空中心(DLR)等机构组成的国际合作小组让一位瘫痪妇女通过脑机接口系统,用自己的意念控制机器人手臂,取过一瓶饮料喝了一小口!该实验目前被认为安全可行,也标志着脑机接口恢复神经技术和辅助机器人技术的重大进步.

据美国物理学家组织网、《自然》网站等5月17日(北京时间)报道，最近，一个由布朗大学、德国航空中心(DLR)等机构组成的国际合作小组让一位瘫痪妇女通过脑机接口系统，用自己的意念控制机器人手臂，取过一瓶饮料喝了一小口!该实验目前被认为安全可行，也标志着脑机接口恢复神经技术和辅助机器人技术的重大进步。相关论文发表在5月17日的《自然》杂志上。

研究中所用的设备叫做“脑门神经接口系统”(简称脑门系统)，是一种大脑-计算机接口(BCI)，目标是让机器人及其辅助设备接受大脑的控制。

参与该研究的志愿者是58岁的妇女“凯茜”和66岁的男子“鲍勃”，他们多年前因脑干中风而瘫痪，无法控制四肢。“脑门”系统最初是由布朗大学开发，是一块阿司匹林药片大小的芯片，包含96个微电极阵列，植入患者的运动皮层。电极的数量基本足够神经元记录与个人有意运动相关的神经活动。一台外部计算机把神经细胞群发出的脉冲模式转化为对辅助设备的操作命令。

辅助设备是两个先进的机器手臂，作为志愿者瘫痪手臂的替代品：一个是具有DLR五指手的DLR轻质机器人Ⅲ(DLR LWR-Ⅲ)，设计目标是帮助人类重建手臂行为并实现与人沟通;另一个是DEKA公司为截肢者设计的手臂系统。

凯茜和鲍勃不仅能控制手臂伸向并抓取目标，凯茜还用DLR的机器手臂抓住一瓶咖啡放到嘴边，发出一个倒出的命令，通过细管喝到咖啡后再将瓶子放回桌上。整个任务过程中，“脑门”需要指挥机器手臂通过桌面，执行“抓取”命令，并把“抓取”和抬起或倾斜命令结合起来。

鲍勃用眼睛指示字母来描述他控制手臂时的感受：“我仅仅是想象着移动自己的手臂，DEKA手臂就向着我所想的地方移动过去。”

“我们的目标是开发一种技术，让瘫痪或截肢者恢复运动、控制和独立能力，这还需要进一步研究。”研究领导作者、临床实验主持李·霍赫贝格说，“目前研究中令人鼓舞的不仅是接触和抓取数据，还有15年来凯茜首次用意念让自己喝到咖啡后露出的笑容。”

全身瘫痪者用意念控制机器手臂成功端起咖啡杯

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