，麻省理工学院的一个研究团队正在开发一种控制假肢的新方法，通过在肌肉中植入小磁珠，可以精确测量肌肉收缩的长度，并将这个信号反馈给假肢，实现对假肢更精确的控制。
经过测试，研究人员发现，使用这种方法，传感器可以感受到肌肉至少37微米的收缩，这相当于人类头发的直径，信号延迟只有3毫秒，比传统的使用肌电图信号控制假肢的方法更准确。
这项研究于8月18日发表在《科学》的子期刊《科学机器人学》上，标题为《磁测微测》。
首先，让传感器知道肌肉在做什么，并且控制假肢可以更精确
对于佩戴假肢的截肢者来说，最大的挑战之一就是像控制自己的肢体一样自然地控制假肢。
目前，截肢者自由控制假肢有两种常见方式一种方法是将电极连接到皮肤表面以获得肌电图信号，这种方法对假肢的控制有限，并且不够灵活另一种方法是将电极植入肌肉以获得肌电图信号虽然这种方式可以比以前更精确地控制假体，但它需要手术植入，而且价格昂贵
可是，无论上述两种方式中的哪一种，反应都是基于肌电图信号，而不是实际的肌肉变化当你使用肌电图信号来控制假肢时，你得到的只是大脑告诉肌肉该做什么的信号，而不是肌肉的实际运动麻省理工学院博士后卡梅伦泰勒说
研究人员认为，如果传感器能够感知肌肉在做什么，它们应该能够更精确地控制假肢。
为了达到这个目的，他们决定在肌肉中植入成对的磁铁，通过测量这些磁铁的运动来计算肌肉收缩的程度和速度，从而控制假肢的运动这种方法被称为磁测微计
磁测微计工作原理示意图
其次，这项新技术可以感知37微米的肌肉收缩，延迟只有3毫秒
研究人员将直径为3毫米的小珠子成对植入火鸡的腿部肌肉，每对珠子之间的距离为3厘米他们发现，如果它们靠得更近，珠子会相互吸引，并改变它们的位置
磁珠植入后，研究人员用自己的算法测试了MM他们在火鸡腿外侧放置了一系列磁传感器，发现传感器可以感应到磁珠的位置变化，精度达到37微米此外，当他们移动土耳其的踝关节时，他们可以在3毫秒内获得测量结果
为了让截肢者控制假肢，这些测量值被输入到计算机模型中根据截肢者剩余肌肉的收缩，该模型可以预测所需的运动这个策略引导假肢按照截肢者想要的方式移动，与他们想象中的肢体位置相匹配
休赫尔说:有了MM，我们可以直接测量肌肉收缩的长度和速度然后，通过我们对肢体的数学建模，我们可以计算出要控制的假肢的目标位置和要移动的速度只有简单的机器人控制器才能控制这些关节
通过测量肌肉收缩来控制假体的运动
第三，小磁珠可以终身植入，也可以帮助中风患者恢复行动
研究人员表示，下一项研究将关注膝盖以下截肢患者，他们还设想在衣服，皮肤表面或假体外部固定用于控制假体的传感器。
研究人员还提到，MM最大的优点是微创，只需要一个很小的伤口就可以将小磁珠植入肌肉，这些磁珠可以终身留在原位，无需更换所以这种方法成本低，相关监管机构也不会有太多的监管障碍
除了控制假肢，研究人员表示，MM还有其他用途，例如，它可以通过功能性电刺激改善患者的肌肉控制，现在可以用来帮助脊髓损伤患者恢复活动能力MM的另一个可能用途是引导机械外骨骼并将其连接到脚踝或其他关节，这可以帮助中风或其他类型重症肌无力患者更好地活动
结论:仿生假肢技术层出不穷，何时才能商业化。
目前，仿生假肢技术层出不穷比如麻省理工学院和上海交通大学联合研发的空气驱动软机械手，不仅可以让佩戴者精确控制假肢，还具有触觉另一个例子是北卡罗来纳州立大学今年4月的一项研究，该研究允许截肢者通过大脑信号控制假肢
可是，这些技术目前在实验室中已经存在，距离投入商业使用还有很长的路要走。
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