意念控制! 美科學家使用AI開發心智可控神經義肢 - Technology - 2022-06-22 | Asia Business Leaders
Menu
Growth
Wealth
Technology
Strategy
NEWS

意念控制! 美科學家使用AI開發心智可控神經義肢

22nd June, 2022| In Technology

全球截肢患者目前使用的肌肉控制假肢存在各種局限和挑戰。質量好的義肢零件很笨重,設置複雜,需要患者接受幾個月的培訓才能學會使用。美國明尼蘇達大學 (UMN) 的一組研究人員研究出透過神經控制的義肢,允許患者使用其心智來控制義肢。


利用心智來控制義肢這聽起來像是科幻小說,美國明尼蘇達大學 (UMN) 的一組研究人員研究出透過神經控制的義肢,允許患者使用其心智來控制義肢。

UMN 的研究人員開發了一種便攜式神經義肢機械手。機械手配備了與患者手臂周圍神經相連的植入物(神經晶片)。

項目合作者和 UMN 神經科學家 Edward Keefer 說:「我們正在努力讓至少上肢截肢者和未來的其他人能夠完全自然和直觀地控制他們的義肢設備」。

神經義肢侵入性更小、毋需大量肌肉控制


目前市場上可用的機械義肢可檢測肩部、胸部或肌肉運動。它們有傳感器來識別人體特定區域的信號。因此,患者每次想動手時,都需要驅動全身肌肉。適應這種肌肉驅動的肢體運動對患者來說並不容易,而且很多這樣的裝置不適合體弱的個體。

一些先進且高效的肌電型義肢,主要是靠對殘肢皮膚肌電圖(EMG)的感測來控制動作。這類義肢在各個關節中裝了微型馬達,已能相當精準地執行各種動作,但由於這類義肢帶有複雜的佈線和其他裝置,使其使用不便。截肢者必須經過大量訓練才能適應這些設備,這往往會增加挫敗感和壓力。

更先進的義肢科技正嘗試將義肢與殘肢的神經接駁,喚醒殘肢對應的神經與大腦區域,讓義肢就像是有靈魂般,讓使用者可隨心控制,而且侵入性更小,不需要訓練,不需要大量肌肉控制,及複雜的裝置。

意念控制 美科學家使用AI開發心智可控神經義肢_20220622_Content_1.jpg
神經義肢侵入性小,不需要訓練,不需要大量肌肉控制,及複雜的裝置

UMN研究團員之一 Jules Anh Tuan Nguyen 說:「其他商業義肢系統,當截肢者想要移動手指時,他們實際上並沒有想到移動手指,而是驅動手臂上剩下的肌肉而帶動義肢動作,因為那是系統讀取的內容」。因此,這些系統需要大量的學習和練習。「而我們的神經義肢是直接解釋神經信號,所以它知道患者的意圖。如果他們想移動手指,他們所要做的就是想想移動那根手指。」

是什麼讓用心智可控的機械臂成為可能?


據研究人員稱,傳統的肌電型義肢和機械手之間的主要區別在於後者理解神經信號的能力。由於在他們的設備中集成了人工智能,感應器可以充當神經解碼器(一種能夠理解電神經信號的設備)。

人類的手部運動是通過正中神經(Median nerve)的作用來實現的。正中神經是一種由數千個軸突組成的周圍神經,正中神經的功用主要在控制大姆指、食指、中指及無名指半指的感覺,同時也掌管大拇指底部至掌際的肌肉,等於直接控制著大拇指的活動。當患者想移動他的手時,他的大腦會向周圍神經發出信號。這些信號由與神經相連的神經解碼器檢測到,然後引導機械臂相應地發揮作用。

意念控制 美科學家使用AI開發心智可控神經義肢_20220622_Contentl_2.jpg
神經義肢肢嘗試將義肢與殘肢的神經接駁,喚醒殘肢對應的神經與大腦區域,讓使用者可隨心控制


利用機器學習原理來解釋神經信號


機器學習驅動的機械臂設置目前需要在皮膚和外部 AI 接口之間進行有線連接,從而實現訊息交換。

然而,研究人員希望該植入物將來可以遠程連接到任何電腦。這將使截肢者能夠輕鬆地進行肢體活動,並允許任何人用他的大腦控制他周圍的不同智能設備(如智慧手機)。

這項突出神經肢手部研究的研究發表在《神經工程雜誌》(Journal of Neural Engineering)上。

資訊參考來源: InterestingEngineering



Back

最新文章

主廚是素食者,卻靠Daves Hot Chicken辣雞賣到全球300家門市、市值破10億

Dave's Hot Chicken 的故事,是四個連大學都沒讀完的年輕人,用一鍋炸油、幾張摺疊桌和一份辣得讓人上癮的食譜,在洛杉磯的停車場裡,硬生生炸出了一個連Roark...
25th June, 2025 | In Strategy

賣油行轉行賣起小籠包,鼎泰豐靠『雙軌策略』打造出全球年收2,740萬的國際餐廳

在鼎泰豐全球門店平均年營業額高達 2,740萬美元(約新台幣8.9億元),位居全美連鎖餐廳之冠的今日,很難想像,這個國際品牌的起點,只是一家台北街角賣油的小店。產業式微...
20th June, 2025 | In Strategy

2025年最賺錢的時尚品牌,不是 LV,不是 Gucci,是這家靠慢工出細活的百年老店

2025年4月,法國精品品牌 Hermès 市值正式超越 LVMH,成為全球最有價值的時尚公司。這不僅是一場財務數字的逆轉,更是一場價值觀的勝利:當多數品牌爭搶曝光、擴張市場時,Hermès...
17th June, 2025 | In Strategy

全泰國77省都有他的配送站,Flash Express創辦人是如何靠一個“免費收件”擊潰老牌物流

2025年5月,Netflix推出的泰劇影集《瘋狂獨角獸》(Mad Unicorn)迅速躍上排行榜,成為非英語影集中最受關注的作品之一。這部七集影集以熱血又現實的節奏,描繪了一位來自泰北山區的青年...
17th June, 2025 | In Strategy

從車庫到全球 30 間旗艦店,Chrome Hearts如何用搖滾文化顛覆時尚界

當你以為奢侈品牌的世界只屬於巴黎伸展台和義大利製鞋工坊,一個來自洛杉磯車庫、由騎士文化與搖滾精神燃起的品牌——Chrome Hearts,卻在悄然之中改寫了奢侈品的定義。它沒有傳統時尚的背景...
13th June, 2025 | In Strategy

上海夫妻棄高薪創業12年,打造中國第三大手搖飲王國,年營收破人民幣30億

當許多人還在追逐一線城市的高薪工作時,有一對來自山東的夫妻,選擇放下一切,帶著孩子搬到上海,從零開始創業。他們不是傳統印象中的創業新貴,而是曾在外商公司擁有穩定高收入的職場菁英...
10th June, 2025 | In Strategy

從模特兒、星二代,到沒人相信的創業者,Rhode開賣首年,品牌估值破新創百倍成長門檻

在眾多名人創業品牌中,Hailey Bieber 的 Rhode 脫穎而出,不只是因為她的知名度,更因為她成功將個人美學轉化為清晰的品牌理念。在短短三年內,這個主打「...
9th June, 2025 | In Strategy

一夕間失去所有資金,Qure創辦人靠科技面膜翻身做到每月營收300萬美元

在25歲那年,Matthew Orlic 因為合作客戶破產,一夕間損失了500萬美元(約台幣1.5億),他的公司也跟著垮台。這不是一般創業挫敗,而是讓一個年輕人在商場上提前體會「死亡邊緣」的教訓...
5th June, 2025 | In Strategy

從一間店到350間,全靠“什麼都只賣RM2”:平價革命如何撐出10億營收

在馬來西亞的零售市場中,能夠長期穩健擴張並站穩消費者心中的品牌並不多,而ECO Shop正是其中的佼佼者。從2003年在柔佛一個小鎮起家,ECO Shop憑藉極致的平價策略與紮實的營運效率...
5th June, 2025 | In Strategy

從工程廠房到社群共創,Carl Pei用4年時間創下一間讓Google投資的科技品牌

當全球消費性科技市場漸趨飽和、創新乏善可陳時,一位來自北京、成長於瑞典的創業者——Carl Pei(裴宇),選擇逆風啟程。他在2020年創辦 Nothing Technology Limited...
3rd June, 2025 | In Strategy

Asia Business Leaders Newsletter

With instant updates and exclusive deals