機(jī)械下肢完成跑跳動作,機(jī)械上肢完成必要行為。機(jī)械骨骼目前能做什么,需要攻克的難點在哪里?機(jī)械骨骼,也可以稱為生物假肢。在國內(nèi)甚至全世界,很多人因為受傷或其他情況出現(xiàn)肢體損傷、缺失,導(dǎo)致生活不便。截肢后的人,要想恢復(fù)身體原有的功能狀態(tài),就必須穿戴假肢。
所以,智能假肢可以起到替代作用,讓受傷的人們重新?lián)碛薪∪闹w,借此運(yùn)動、行走,做一些與生活、工作相關(guān)的事情。也就是說,像殘奧會上一些田徑運(yùn)動員會身著機(jī)械的金屬肢體參加比賽一樣,在實際生活中,一般人也能依靠金屬肢體靈活地做事嗎?一般大的動作都是能靠金屬肢體實現(xiàn)的。
當(dāng)然我們在殘奧會看到的大多是機(jī)械下肢的運(yùn)用。比如,膝上截肢或者膝下截肢的運(yùn)動員在安裝智能假肢后可以跑步、跳遠(yuǎn),依靠機(jī)械肢體完成競賽方面的動作。機(jī)械上肢的功能更多,可以用來完成日常生活中的一些基礎(chǔ)動作,比如系鞋帶,甚至是剪指甲。機(jī)械上肢是靠什么來操作手指的運(yùn)動呢?是像傳說中那樣,靠大腦的意識通過神經(jīng)傳遞給假肢,還是靠肌肉的感應(yīng)?用肌電信號來控制假肢的動作。
另外腦電波信號的控制現(xiàn)在也發(fā)展得很快。利用肌電信號的話,要經(jīng)過一段時間的訓(xùn)練,因為肌肉收縮后才會產(chǎn)生電,用這個信號來控制肢體的動作。現(xiàn)在我們看到的肌電信號控制,是能夠感受到肌肉的信號。神經(jīng)的控制則是像電路一樣控制指揮徑路。舉一個例子,一個人失去了雙手,但他仍會產(chǎn)生幻肢痛,感到手指疼,但他實際上已經(jīng)沒有手指了。人類的大腦皮層中有一個區(qū)域,跟手指是相連的。
科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),我們能把位于大拇指、食指、中指的連接點找出來,即使出現(xiàn)神經(jīng)分叉的情況,信號也能被接受。大拇指和中指神經(jīng)的信號可以連接起來。還有一種情況,比如把控制這塊肌肉的神經(jīng)剪掉,再把控制對應(yīng)指頭的神經(jīng)與這塊肌肉的神經(jīng)連接上,然后這個肌電信號就可以控制相應(yīng)的指頭了。
雖然使人體增強(qiáng)的機(jī)械骨骼技術(shù)已投入實際應(yīng)用了,但現(xiàn)在還是基本處于實驗狀態(tài),畢竟我們?nèi)说闹w活動,是有一定自由靈敏度的,在外面加一個機(jī)械骨骼裝置,裝置本身會有另一個自由度。這就相當(dāng)于幾個連桿機(jī)構(gòu),如果機(jī)構(gòu)不平行,它就變成結(jié)構(gòu)了,不僅運(yùn)動不連貫,整體消耗能量也很大。