一项近日揭晓在《天然-医学》的研究，报导了一种可以彻底由年夜脑以及脊髓节制的呆板腿，使用这类仿生肢体的受试者比使用尺度呆板腿的受试者行走速率快41%。此外，前者转变速率、爬楼梯以及跨过障碍的威力更强，也更容易连结均衡。

这类仿生肢体使用了计较机接口，可以放年夜残剩腿部肌肉的神经旌旗灯号，使佩带者经由过程思惟以及天然反映节制假肢挪动。论文合著者、美国麻省理工学院生物物理学家HughHerr指出，这是首小我私家脑而非计较机算法100%节制仿生假肢的彻底神经调治天然步态模式研究。

“只管肢体是由钛以及无机硅塑料和各类电机部件制成的，但它挪动很天然，你以至都意识不到它动了。”Herr说，他未来会思量使用这类仿生肢体。

Herr曾经是“攀岩天才”，但不幸的是，1982年他于美国新罕布什尔州华盛顿山上攀冰时遭受狂风雪，失慎摔入冰窟，被严峻冻伤，厥后双腿伤势严峻不能不截肢。自那���以后，假肢成为了支撑他运动的不成或者缺的存于，同样成了他的研究对于象。

现有的年夜大都仿生假肢都依靠预设算法来驱动运动，而且可以于各类步行前提下主动于预约义模式间举行切换。虽然这类进步前辈的模子帮忙截肢者更流利地行走、跑步以及爬楼梯，但节制腿部运动的仍是呆板而不是用户自己，并且这类假肢佩带后仍旧觉得不像身体的一部门。

为了转变这类环境，Herr以及同事开发了一个接口，经由过程截肢后保留的神经以及肌肉的旌旗灯号来节制呆板肢体运动。

他们招募了14名膝盖如下截肢的受试者，并将其等分成两组，此中一组为接管通例截肢手术、佩带平凡假肢的比照组。而另外一组为试验组，受试者于佩带Herr等人开发的仿生假肢前，接管了一种被称为冲动剂-拮抗剂肌神经接触术（AMI）的截肢手术。

AMI旨于重修天然的肌肉运动，是Herr以及团队引认为傲的研究结果之一。它经由过程将腿部残剩的两个相对于的肌肉肌腱毗连起来，使一块肌肉紧缩或者拉伸时，另外一块肌肉能呈现一样的拉伸反映，以帮忙患者减轻幻肢痛、连结肌肉量，还能使仿生肢体佩带起来更恬静。

仿生腿自己包孕一个嵌入传感器的假肢脚踝以及毗连到皮肤外貌的电极，以捕获截肢部位肌肉孕育发生的电旌旗灯号，并将其发送到小型计较机举行解码。仿生腿重2.75千克，与一般人体下肢的平均重量邻近。

受试者每一人使用仿生腿训练6小时。随后最先测试，研究职员将试验组于各类使命中的体现与比照组举行了比力，发明AMI使肌肉旌旗灯号的速度增长到平均每一秒10.5次脉冲，比照组为平均每一秒0.7次脉冲。而生物完备肌肉中的肌肉旌旗灯号约为每一秒60次脉冲。只管旌旗灯号脉冲速度远未达一般程度，试验组受试者可以或许彻底节制假肢，行走速率比比照组快41%，而当他们于于地面平展的10米长走廊老手走时，峰值速率以及未截肢的人没有太年夜不同。

此外，研究职员还测试了受试者于各类环境下的运动威力，包孕于5度斜面上行走、爬楼梯以及跨过障碍物。于所无情境下，试验组都比比照组更快、更均衡。

这项技能为想要重获天然行走体验的截肢患者带来了但愿。Herr说，他以及团队正于寻觅用植入小磁球代替外貌电极的要领。由于这类磁球可以更正确地跟踪肌肉运动。

相干论文信息：https://doi.org/10.1038/s41591-024-02994-9