神经控制外骨骼机器人假肢，提高截肢者稳定性

2023-10-19 18:58

近日，北卡罗来纳州立大学和北卡罗来纳大学教堂山分校进行的一项最新研究揭示了一个令人振奋的发现：神经控制的机器人假肢脚踝可以让截肢者更加自然地移动，从而提高他们的稳定性。这项研究的焦点是姿势控制，一项复杂的任务，可以让我们在站立不动时自如地维持平衡。

在这项研究中，研究人员使用肌电图传感器（位于截肢部位的肌肉上）来捕获肌肉弯曲时产生的电活动，从而告诉假肢要弯曲哪块人造肌肉以及弯曲的程度。这些传感器在截肢者的假肢接受腔中放置，使他们能够以更加自然的方式移动。

研究参与者在进行实验时，模拟日常生活中可能的扰动，如接球或拿起杂货。在这些情况下，他们需要快速作出反应以保持平衡。使用传统假肢时，参与者需要迈出一步来应对这些干扰，但使用神经控制假肢，他们可以更轻松地保持静态姿势，减少了跌倒的风险。

这项研究的重要性在于，它展示了神经控制机器人假肢脚踝在提高截肢者稳定性方面的潜力。姿势稳定性对于使用假肢装置的人来说一直是一个关键问题，而这一研究为解决这个问题提供了新的方法。

研究合著者亚伦·弗莱明解释说："机器人原型允许研究参与者改变他们的姿势控制策略。对于下肢完整的人来说，姿势稳定性从脚踝开始。对于失去下肢的人来说，他们通常必须弥补脚踝控制的不足。我们发现，使用对肌电图信号做出反应的机器人脚踝让用户能够回归到维持稳定的本能反应。"

研究中还比较了使用传统假肢和机器人假肢原型时的下半身肌肉活动模式。结果显示，机器人原型更接近完整下肢的模式，这表明这项技术可以更好地模仿正常的神经模式，使用户更容易适应。

这一发现具有重要的临床意义，因为它为截肢者提供了更多的选择，可以提高他们的生活质量。研究团队计划扩大试验规模，以进一步验证这一技术的有效性，并确定哪些人可以从中受益最大。这一研究为未来的医疗技术和康复工作提供了新的方向，为截肢者带来了更多希望。

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