仿生肢体感知复原,伦理安全须谨慎
几十年来,科学家们一直致力于恢复四肢缺失或瘫痪人士的行动能力。仿生肢体已经成为一项重要的技术,但现有的设备仍存在局限性。要真正恢复患者的运动能力,关键在于恢复他们的触觉和温度感知功能。
恢复触觉和温度感知
科学家们正在竞相赋予仿生肢体真实的感觉。这项研究的一个主要挑战是需要对大量数据进行编码。当人们触摸物体时,皮肤上的不同感觉神经元会对物体的形状、压力和质地进行编码。研究人员正在努力解码这些神经信号,并将其直接传输到大脑,让患者重新获得触觉。
在最近的一项研究中,科学家们成功地让截肢患者感受到了触摸某一形状边缘的微妙感觉,甚至让他们体验到了指尖拖动物体的细腻动作。这项技术有望让患者能够用仿生手更自如地操纵和检测物体,或用仿生腿获得更好的平衡感和步态。
其他研究人员正在探索恢复患者辨别温度能力的途径。他们通过热装置刺激上肢截肢患者剩余肢体的神经,让其佩戴机械手感受到了从温暖到凉爽的奇妙变化。
合成技术和电子皮肤
为了让患者感觉假肢就像是自己身体的一部分,研究人员正在将人体组织与合成技术相结合。麻省理工学院的工程师们开发出一种方法,通过再生截肢腿残余部分的神经来恢复感觉输入。这种方法将一小块皮肤与残肢的感觉神经连接起来,然后将皮肤移植物与肌肉-计算机接口相连。当肌肉收缩并对皮肤施加压力时,患者便能感受到脚跟仿佛被撞击了一般。
电子皮肤是另一个备受关注的研究领域。电子皮肤结合了神经科学和工程学领域的最新技术,有望大大拓展假肢的功能。研究人员正在研发外观和感觉都像皮肤的人造材料。这些材料不仅能敏锐地捕捉环境中的信息,还能生成信号,与神经系统直接"对话"。
伦理和安全问题
尽管取得了重大进展,仿生肢体感知复原研究仍然面临着伦理和安全问题。这些设备成本高昂,需要繁琐且耗资巨大的实验室操作。目前尚不清楚这些设备何时能供患者轻松使用。
患者还面临着设备安装、设备费用报销以及设备故障或制造商破产时的支持和维护等问题。因此,在追求技术突破的同时,研究人员和政策制定者必须关注这些伦理和安全问题,以确保仿生肢体能够安全有效地用于改善患者的生活质量。
随着研究的不断深入,仿生肢体感知复原技术有望在不久的将来恢复患者的行动能力,让他们获得更真实、更完整的生活体验。然而,在拥抱这些技术的同时,我们也必须谨慎考虑其伦理和安全影响。
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