机械下肢完成跑跳动作,机械上肢完成必要行为。机械骨骼目前能做什么,需要攻克的难点在哪里?机械骨骼,也可以称为生物假肢。在国内甚至全世界,很多人因为受伤或其他情况出现肢体损伤、缺失,导致生活不便。截肢后的人,要想恢复身体原有的功能状态,就必须穿戴假肢。
所以,智能假肢可以起到替代作用,让受伤的人们重新拥有健全的肢体,借此运动、行走,做一些与生活、工作相关的事情。也就是说,像残奥会上一些田径运动员会身着机械的金属肢体参加比赛一样,在实际生活中,一般人也能依靠金属肢体灵活地做事吗?一般大的动作都是能靠金属肢体实现的。
当然我们在残奥会看到的大多是机械下肢的运用。比如,膝上截肢或者膝下截肢的运动员在安装智能假肢后可以跑步、跳远,依靠机械肢体完成竞赛方面的动作。机械上肢的功能更多,可以用来完成日常生活中的一些基础动作,比如系鞋带,甚至是剪指甲。机械上肢是靠什么来操作手指的运动呢?是像传说中那样,靠大脑的意识通过神经传递给假肢,还是靠肌肉的感应?用肌电信号来控制假肢的动作。
另外脑电波信号的控制现在也发展得很快。利用肌电信号的话,要经过一段时间的训练,因为肌肉收缩后才会产生电,用这个信号来控制肢体的动作。现在我们看到的肌电信号控制,是能够感受到肌肉的信号。神经的控制则是像电路一样控制指挥径路。举一个例子,一个人失去了双手,但他仍会产生幻肢痛,感到手指疼,但他实际上已经没有手指了。人类的大脑皮层中有一个区域,跟手指是相连的。
科学研究发现,我们能把位于大拇指、食指、中指的连接点找出来,即使出现神经分叉的情况,信号也能被接受。大拇指和中指神经的信号可以连接起来。还有一种情况,比如把控制这块肌肉的神经剪掉,再把控制对应指头的神经与这块肌肉的神经连接上,然后这个肌电信号就可以控制相应的指头了。
虽然使人体增强的机械骨骼技术已投入实际应用了,但现在还是基本处于实验状态,毕竟我们人的肢体活动,是有一定自由灵敏度的,在外面加一个机械骨骼装置,装置本身会有另一个自由度。这就相当于几个连杆机构,如果机构不平行,它就变成结构了,不仅运动不连贯,整体消耗能量也很大。