意念控制的仿生腿能让截肢者更顺畅自然地移动

这项研究发表在上个月的《自然医学》（Nature Medicine）杂志上，详细介绍了一种名为"激动-拮抗肌神经接口"（AMI）的开创性外科技术。这是一种新的截肢方法，旨在保留无缝肢体控制所需的神经和肌肉连接。

从根本上说，AMI 将假肢与残肢的肌肉重新连接起来，使这对肢体仍能相互"对话"，并将重要的位置感传递给大脑。这些肌肉信号由机器人控制器处理，该控制器会决定假肢踝关节的弯曲程度，并计算必要的扭矩和输出功率。

研究小组在七名装有动力假肢的 AMI 患者身上测试了这一界面。结果令人大吃一惊--AMI 患者能以正常速度漫步，自动适应斜坡和障碍物，甚至能完成更复杂的动作，比如在爬楼梯时将假肢的脚趾指向上方。

首席研究员休-赫尔（Hugh Herr）称这是"历史上第一项假肢研究"，展示了神经对腿部的完全调控。在这里，神经系统单独驱动自然的生物步态，与任何机器人控制算法无关。从根本上说，AMI欺骗大脑，让它认为假肢只是它直接指挥下的另一个生物肢体。

如此有限的神经输入是如何实现全方位运动的呢？研究生莱尼-宋（Lenny Song）说："只要稍微增加截肢肢体的神经反馈，就能恢复显著的仿生神经可控性，达到让人们直接通过神经控制行走速度、适应不同地形和避开障碍物的程度。"

研究人员将 AMI 组与使用相同动力假肢的七名传统截肢者进行了比较。AMI患者在各项指标上都优于他们--行走速度更快，动作更流畅，假肢和完好肢体之间的协调性更好。他们甚至可以用正常的力量推离地面。

AMI患者也减少了疼痛、肌肉萎缩和其他传统截肢带来的困扰。虽然他们的肢体只能获得约20%的正常神经数据，但这足以让大脑隐藏的生物仿生运动天赋发挥到极致。

当然，目前的 AMI 手术仍然是复杂的外科手术。但赫尔的终极愿景是通过将生物系统与意念控制仿生技术相结合来"重建人体"。