機械臂也有“觸感”了！

早前，來自美國匹茲堡大學的研究團隊在國際頂級學術期刊《科學》(Science)上發佈一項研究，稱當一個人用意念控制一個物體時，機械臂可向這個人的大腦提供直接的觸覺回饋，而過去，機械臂只能用視覺來引導。

據悉，該團隊一直與南森 · 科普蘭合作。十五年前，十幾歲的科普蘭在一次事故中癱瘓，他現在已經學會了通過腦機介面控制機械臂的運動。科普蘭成為了第一個將電極植入大腦感覺皮層的人，讓他在操縱各種物體時能夠“感受”他的機械臂，感官輸入對於了解如何握住物體或是否有滑倒的危險至關重要。

在一系列測試中，科普蘭的任務是撿起圓柱體、球體和立方體，並將它們放在一個盒子上。他不再需要僅僅依靠視覺，完成任務所需的時間大約是過去的一半。通過刺激他的感覺皮層，科普蘭能夠在廿四秒內拿起一杯水，倒進另一個杯子裏，然後隨意地把它放下。二○一六年，生物工程師提出將電極植入科普蘭大腦的運動皮層和感覺皮層，以通過機械人的“手臂”為他提供一定的移動性。科普蘭還曾用他的機械臂與時任美國總統的奧巴馬握手。

科普蘭說：“當我只有視覺回饋時，我只能看到那隻手碰了那個物體。如果我用它來撿東西，有時東西會掉下來。”

匹茲堡大學物理醫學和康復系副教授詹妮弗 · 科林格說：“觸覺資訊對於使用義肢機械臂非常重要，因為你很難抓住一個你感覺不到的物體。”即使是一些簡單的事情，比如拿起一個杯子，並試圖在移動它的過程中保持適當的壓力，這在很大程度上都依賴於手的觸覺回饋。因此，科林格和一組研究人員花了數年時間尋找給機械手臂和手添加感覺回饋的方法。

研究團隊使用雙向腦──機介面，記錄運動皮層的神經活動，並通過皮質內對體感皮層的微刺激產生觸覺感覺。實驗中，研究員首先在科普蘭大腦中處理感官資訊的區域放置電極，這樣就可以用電脈衝來模擬一系列的感覺。事實證明，刺激大腦中與指尖相關的區域產生的感覺就像是來自自己的手。接下來，匹茲堡大學團隊研究了如何在機械臂與物體接觸時產生這些信號，最後一步是在科普蘭完成一些任務時計時，比如撿起一塊石頭或倒水，有觸覺回饋的情況下用時多少。結果顯示，科普蘭完成一些手工任務的速度與人類使用自己的手的速度大致相同。

最新的義肢操作起來就像我們的四肢一樣，他們的肘部可以彎曲，手腕可以旋轉，手指可以抓握。但大多數感測器仍然只有基本的能力，比如檢測電阻或溫度，在他們擁有直接的觸覺回饋前，其實都是非常笨拙的。之不過，機械臂中加入觸覺不僅僅是為了增加靈活性，還可以感

受情感的聯繫。

水 登