有感觉的假肢

假肢领域的新技术让机器人的指尖有了真正的感觉。
2016年4月3日

采访

卡洛杰罗·奥多博士,比萨大学

如果你不得不截肢,现在的假肢只能宝宝的手指去弥补你所失去的。它们可以恢复身体部分的一些美学和运动特性,但仍然缺少一种精细的触觉,例如,可以分辨物体是粗糙还是光滑。这对于正确操作对象是至关重要的。但现在我们离恢复这种缺失的形态又近了一步,这要归功于一种仿生手指,它使用压阻式传感器(对压力做出反应的传感器)来探测表面纹理,并将它们转化为神经信号,让截肢者的大脑能够理解。卡洛杰罗·奥多是它的创造者,他在克里斯·史密斯.....上谈到了这一点

Calogero -天然皮肤内部有感受器,它们是传感器(我们的手与外部墙壁的物理相互作用)。它们转换成一系列的神经信号,然后传递给神经,然后通过神经到达大脑,它们代表触觉信息给我们的大脑,这样我们就能感知。

Chris -你正在使用的材料是什么,它能够识别纹理特征或表面的粗糙程度?你用什么做这些东西?

Calogero -系统是多层的。我们用橡胶覆盖传感器。传感器是由硅制成的,就像玻璃一样,里面有压敏电阻,可以把机械信息转换成电信号。然后通过嵌入式电子设备将这些信息转换成数字信息,然后有一个人工神经元模型,它保留了人工传感器所需的连续波形,并将其转换为刺激神经的开关事件的尖峰。

Chris -你如何教会你的计算机程序每个表面的感觉,然后,你如何将对表面的识别和它输出的尖刺结合到神经系统中,使它们形成正确的尖刺模式,这是在一个完整的人身上会发生的,一个手正常的人?

Calogero -这是通过一种微创技术来完成的,当完整受试者自然接触物体表面时,可以记录下他们的神经。我们正在学习自然密码是如何与特定的经历相对应的,然后我们试图模仿。

Chris -所以,本质上,你所做的就是记录一个人的自然皮肤在相同的表面上运动时的神经活动模式然后当你的新探测器体验到相同的表面轮廓时,你就会产生相同的神经输出尖峰这就是你要输入神经系统的东西吗?

卡洛杰罗:是的,这正是我们正在做的。好的是,我们的手指并不是专门针对我们在这个实验中测试的表面,但原则上,如果我们测试其他表面,它可以概括。因此,它能够将其他表面重新转换为大脑可以解释和识别的不同感觉的尖峰。

克里斯-你是如何将你的仿生手指发出的信号传递给截肢者的神经系统的呢?

卡洛杰罗-有一个植入的界面,允许刺激传递到神经。我们要做的就是在神经中插入电极(像电线一样)来电连接神经。

Chris -如果你真的做了这个实验你从你的系统中得到输出然后把它应用到一个人的神经系统中,一个正常人真的能感觉到那个表面是他们应该感觉到的吗?

Calogero -这是由丹尼斯宣布的,他是测试这项技术的截肢者之一。他是这么说的,“不是百分之百,但他的大脑认为这是有道理的”。也就是说他能够解释刺激并在图片中想象刺激。

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