假肢也可以搭載人工智慧？新一代智慧假肢將為殘疾人士帶來福音

分類＼科技
時間＼2017-10-27

導語：在我們的印象中，傳統的假肢總是伴隨著冰冷和笨重感。

從某種意義上來說，這並不能讓肢體殘疾人士更靈活的完成運動和康復，同時也缺乏舒適度。但是如今搭載AI相機，使用石油製品研製的新一代假肢將為殘疾人士帶來福音，而這也將徹底的變革多功能假肢的傳統定義。

大多數人可能從未想過我們的大腦是如何能夠輕鬆地與我們的四肢完成交流的。對於正常人來說，向前看，走過去，伸手去拿東西或邁上一級臺階，

這一系列的動作行雲流水，絲毫不需要思考，就像喝水一樣簡單。然而，對於許多被截肢者而言，假肢遲緩而笨重，佩戴假肢只能使他們看上去正常一些，而其功效與真的肢體相比可謂相差甚遠。

不過現在，隨著石油、天然氣和醫療行業的一系列突破性研究成果的融合，

殘疾人士還需要佩戴沉重假肢的時代可能要一去不復返了。綜合了石油製品、人工智慧和生物醫藥學的功能強大的新型假肢，將為其佩戴者提供更靈活的機動性和更多運動康復的可能。

源自於天然氣和石油的耐用輕質樹脂，是現在這款新一代性能強大的假肢的重要組成材料。新款假肢無需太多反應時間，便能幫助佩戴者輕鬆實現想做的動作——就像是使用真正的手或腿一樣。

附件也可根據個人身材資料定制，從而達到更適身的目的。這樣的塑膠材料更易於成型，模切，機加工和製造，能夠為那些由於意外傷害或疾病失去肢體的人提供一系列舒適性、機動性以及耐久性上的便利。

在這之前，假肢通常由金屬或皮革製成，這對佩戴者而言是笨重且極其不舒服的。但是，通過使用天然氣和石油中發現的各種化合物帶來的創新，

最新一代耐用塑膠已經改變了以往的情況，它們可以用來製成更耐用、更輕盈、更像真肢體的假肢。

塑膠是這款所謂的“活動性假肢”的組成部分，它可以模仿人體的重要特徵，如柔韌性，握力，強度和表面摩擦力等等。在大多數人都對肢體活動的靈活自如習以為常的時候，

從事有關研究的醫生和工程師們也努力嘗試著讓假肢佩戴者也能具有同樣的能力。

Create O＆P的所有者Jeff Erenstone表示：“四肢是身體的一部分，人對它們有一種特殊的情感聯繫。”Create O＆P製造出了一種3D假肢列印設備，成功把構建和定制人造肢體所需的時間從幾周縮減到了幾個小時。

隨著新一代熱塑性聚氨酯（TPU）——一種柔軟但又堅固耐用的柔性材料的投入使用，Erenstone的3D列印工藝得到了有效的幫助和提升。他說，不久之後他們就能製造適應於不同部位具有不同密度的假肢——這種假肢在皮肉區域較軟，但在中心區域即骨骼的位置較硬，從而能夠更好地複製真正肢體的感覺。Create O＆P還可以提供包括十幾種不同膚色的假肢外膚，顧客甚至可以定制印有他們喜歡的紋身圖案的假肢。

同時，在荷蘭，來自石油，天然氣和醫療保健等不同領域的研究人員協同合作，於近期發佈了一款能直接與骨骼對接，而不像傳統通過插座系統安裝的，輕質而耐用的假肢手臂。通過將假肢中的神經精心地重新佈置到現有的未損傷的肌肉群中的方法，患者的意念可以觸發假肢的運動。這種神經義肢過程被稱為靶向肌肉神經移植術，可以建立思維、信號和肢體之間的新關係，為佩戴者提供了更強的機動性。

安裝這款假肢需要三次手術。首先，外科醫生會將金屬杆插入骨髓。大約兩個月後，醫生再在皮膚上打開一個小洞，將另一個連接杆擰入之前放置的杆中。該連接杆略微突出，為假肢附著提供空間。在第三次手術中，神經最終和肌肉相連。在康復期間，患者會用一隻練習用手進行日常康復訓練。這將在真正的機器臂連接後幫助患者更快地適應它。

同時，紐卡斯爾大學的研究人員做出了一個裝有能夠識別數百個物體的AI相機的假肢樣型。當佩戴者想要移動以抓住某物時，相機會分析物體並作出應答反應，控制著機械手在以流體運動的形式移動到適當的“抓握”位置。想要拿起叉子需要做出夾持運動，而拿起瓶子需要垂直相握。這款機械手可以“看到目標”並以流體運動的形式作出反應。

據研究人員說，這款輕質的熱塑性機械手的速度比市場上的其他假肢快10倍，並且因為它使用的是現成的Logitech網路攝像頭，它的造價也很便宜。它要搭載的AI軟體也可以被輕鬆而低廉地開發出來。為了教授假肢上搭載的電腦日後如何工作，研究人員創建了存有500多個物件的視覺資料庫。其中每個物件以5度為增量，分別拍攝了72張圖像。該軟體通過物件的特徵來過濾物件，並在不斷的嘗試以及犯錯誤之間學習辨別各類事物。現在，用戶只要用假肢指向物品，等其拍下照片並分析後，手臂就會自動選擇抓握的方式。

雖然研究人員們描繪的前景很美好，但是，一些早期就出現的問題仍然未被解決：譬如基於視覺的系統仍然不能很好地處理擁擠的背景，而且偶爾會被距離所干擾。但是，這種新型假肢的誕生仍舊是多功能假肢領域革新的一個重要開始。就在“為了使假肢手能夠順利地端起一杯水”這樣簡單卻極具變革性的研究中，科技、生物學以及人類無與倫比的創造力，正在以令人驚歎的方式相互結合著。而事實上，科技領域不斷發生的深度融合恰恰是當下和未來全球創新的活力來源。

Erenstone說：“我們正在幫助人們找回來他們曾經失去的美好。這種感覺很好。“

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編譯|褚茗帆

編輯|Soybean

審閱|Soybean

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Erenstone的3D列印工藝得到了有效的幫助和提升。他說，不久之後他們就能製造適應於不同部位具有不同密度的假肢——這種假肢在皮肉區域較軟，但在中心區域即骨骼的位置較硬，從而能夠更好地複製真正肢體的感覺。Create O＆P還可以提供包括十幾種不同膚色的假肢外膚，顧客甚至可以定制印有他們喜歡的紋身圖案的假肢。