当仿生义肢的手指可以感知温度|CyberDaily

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封面:by DALL·E 2
无论是像特斯拉人形机器人、Ameca、1X人形机器人“计划着”走入人们的生活...还是那些已经接入仿生义肢的人们,都希望那些与人可以触摸的机械手或仿生手能感知到外界的温度,从而获得真实的生活体验。现在,有一种仿生手指有了温度,它们为患者的假肢注入了“灵魂”。
最近,来自意大利的截肢者弗朗西斯卡·罗西参加了一项研究,测试热感觉反馈对残肢皮肤的影响。多亏了瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的新技术,她是17个人中感受到仿生手指温度变化的人之一。
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“当我触摸到残肢时,我失去的那只手,那只仿生手,感到刺痛。但是感觉温度的变化是另一回事,重要的是它很奇妙”,弗朗西斯卡说。她声称与她失踪的成员重新建立了联系。
研究人员西尔维斯特·米切拉和索莱曼·肖库尔希望将新的感官反馈整合到假肢中,为截肢者提供更逼真的触感。他们的最新研究重点是温度。出乎意料的是,他们关于感觉温度反馈的发现超出了他们的预期。
如果你将热的或冷的东西放在非截肢者的前臂上,后者会直接在应用部位感受到局部效果。但在截肢者中,残臂上的温度感是可以体验到的......在仿生手上。这种将热感觉投射到幻肢中的做法为新仿生技术的发展铺平了道路。它为假肢配备了非侵入式热感觉反馈,使截肢者能够辨别他们触摸的物体。
西尔维斯特·米切拉解释说:“热感觉反馈对于传递超越触觉的信息至关重要。它为感情铺平了道路。我们是社会人,热量对他们起着重要作用。”“这是第一次,经过我实验室多年的研究,我们已经证明我们可以提供触摸和位置信息,我们可以设想恢复可以从手发出的所有精细感觉。”
几年前,西尔维斯特·米切拉和索莱曼·肖库尔听说了一个系统,该系统可以通过健康受试者的皮肤提供热感觉反馈,该系统也是在EPFL开发的,由分拆出来的Metaphysiks开发。Metaphysiks开发了一种神经触觉技术MetaTouch,可将身体与数字宇宙连接起来。MetaTouch结合了触觉和热感觉反馈来增强身体健康产品。因此,EPFL的神经工程团队借用了MetaTouch,它可以直接向用户的皮肤提供热感觉反馈。通过这种设备,科学家们发现了幻觉热感觉,然后他们在27名截肢者身上进行了测试。
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来源:EPFL
为了这项研究,西尔维斯特·米切拉和索莱曼·肖库尔设计了MiniTouch:一种专门设计用于集成到可穿戴设备(例如假肢)中的热感觉反馈系统。MiniTouch由一个薄型便携式传感器组成,可以放在假手的手指上。它检测来自被触摸物体的感官信息——更具体地说,是物体的热导率。如果物体是金属的,它会比我传导更多的热量或冷量例如,l 是塑料的。与截肢者皮肤接触的热电极位于残肢上,通过加热或冷却传递传感器接触到的物体的温度曲线。
西尔维斯特·米切拉和索莱曼·肖库尔发现,残臂上的小块皮肤将感觉投射到幻手的特定部位,例如拇指或食指尖。正如他们所预料的那样,从残肢到整个幻肢的热感觉的对应关系对于每个患者都是特定的。大约十年前,西尔维斯特·米切拉和他的同事们结合了来自抓取物体的实时感官反馈。
西尔维斯特·米切拉和索莱曼·肖库尔通过可靠地提供有关物体纹理或位置信息的反馈,继续提高触摸分辨率。更重要的是,他们发现,如果截肢者直接接收到完整神经系统的感官反馈,他们就会开始使用假手。通过增加热感,他们在设计仿生假肢以修复人体方面取得了更多进展。
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下一步将关注热感觉的微调,并将它们集成到适合每个患者的仿生设备中。
参考引用资料
https://actu.epfl.ch/news/ressentir-la-temperature-dans-des-membres-fantomes/