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

【以史為鑑】三國時代心機人物劉備 其人格魅力及用人策略

提起劉備,很多人都認為他是三國群雄中最正派的人物,而且心地善良、為人寬厚、禮賢下士。但其實,劉備是一個非常厲害的人物,否則也不能取得半壁江山。首先,劉備是一個會選擇的人,三顧草蘆請諸葛亮出山...
23rd February, 2025 | In Strategy / Growth

限量=商機?Tatsuhiko Akashi 如何用「聯名經濟」讓 Bearbrick 變身收藏界硬通貨

在當今潮流與藝術交織的時代,一個簡單的熊形公仔卻能成為全球收藏市場的寵兒,甚至拍賣出數十萬美元的天價。這就是 Bearbrick ——一個誕生於 2001 年,卻在短...
17th February, 2025 | In Strategy

【個人成長】台積電創辦人張忠謀的用人哲學

每一間公司都有不同的用人標準,不同的標準決定著一間公司的成敗。台積電成立於1986年,是全球第一間專業積體電路製造服務企業,現時市值8,477億美元。現在全球台積電是7萬人的龐大組織...
16th February, 2025 | In Growth

玩家不看好、業界冷嘲熱諷,Gabe Newell 如何讓 Steam 成為全球 75% PC 遊戲的霸主

在遊戲產業尚被實體光碟與零售商壟斷的年代,Gabe Newell 以一個大膽的想法改變了整個市場格局——創立 Steam,打造全球最大的數位遊戲發行平台。然而,這並非一路順遂的創業旅程...
13th February, 2025 | In Strategy

不只是糖王!郭鶴年如何從食品業跨足物流、地產,締造千億帝國

在亞洲商業界,郭鶴年是傳奇人物,他憑藉精準的市場判斷與宏觀視野,將嘉里集團(Kerry Group)從一家貿易公司發展成涵蓋食品、物流、地產與酒店的跨國企業。從糖業崛起到建立香格里拉酒店品牌...
13th February, 2025 | In Strategy

傳統營養追蹤應用已死?Cal AI 用AI技術顛覆市場,短短半年狂賺1200萬崛起成領導品牌!

當大多數17歲的青少年還在為考試苦惱時,Zach Yadegari 已經成功打造了一款顛覆市場的 AI 營養追蹤應用程式——Cal AI。他從10歲開始教授程式設計,短短數年間,不僅創辦了一個吸引數百萬用戶的網站,更在短短六個月內,讓 Cal AI 創造1200萬美元的營收。17歲從編碼教師到科技創新者Zach Yadegari,這位年僅17歲的企業家,已經成功打破健康與營養追蹤市場的傳統框架...
12th February, 2025 | In Strategy

用這2招引爆競標熱潮,陳良玲如何讓黃花梨交椅賣出千萬港元

如果有人告訴你,一位主修生物學的學生,最終會成為世界頂級拍賣行佳士得的副總裁,你會相信嗎?陳良玲的故事,正是這樣一個意想不到的轉折。從生物學到藝術,她的人生轉折出生於台灣的她...
11th February, 2025 | In Strategy

全球最貴的床墊公司?Eight Sleep 如何用 AI 和數據打造千萬美元級訂閱模式

現代人重視健康,但卻常忽略了睡眠品質。Eight Sleep 的創辦人 Matteo Franceschetti,從律師轉戰創業,憑藉對睡眠效率的執著,顛覆傳統床墊產業...
10th February, 2025 | In Strategy

【個人成長】紅土球王Nadal也受益!5大縮時學習法

 大家可能聽過一萬小時成為專家這說法,但有時候在成為專才的路上,你也必須快速的學習各種技巧,以應付工作之需。以下5大原則,助你在短時間內,突破學習瓶頸,學成「足夠好」技能。一、...
9th February, 2025 | In Growth

George Clooney如何靠「一瓶龍舌蘭」打造10億美元品牌

在眾多名人創業的案例中,George Clooney 共同創立的 Casamigos 龍舌蘭無疑是一個獨特且成功的品牌。從最初只是一個私人聚會的即興創意,到最終成為全球知名的高端龍舌蘭品牌...
7th February, 2025 | In Strategy

Asia Business Leaders Newsletter

With instant updates and exclusive deals