图虫创意

近期意大利比萨圣安娜高等学校生物机器人研究所的团队，开发出了一种新的机械手，能让病人就能像运用我们的手那样操控机械手。而且这款机械手已经在一位病人身上成功进行了测试。有些朋友就说，这假手真的可以跟真手一样用吗？

咱们以前说过脑机接口，脑机接口咱们以前的节目中说过，有兴趣的朋友可以去看。脑机接口，简单来讲就是病人脑袋里植入电极，采集电信号来剖析他想的是什么，然后把信号传给安装的机械手或者其他机械装置，达成写字啊、走路啊等操作。

但这次还真不是脑机接口。毕竟脑机接口比较复杂，现在植入也有肯定的困难程度和风险。这种新的机械手假如类比脑机接口的话，这个应该叫“臂机接口”，就是在截肢病人的残臂这里，安了个“插口”。

的意思是呢？

截肢的病人虽然失去手了，但前臂残留的这类肌肉还是像以前一样遭到大脑控制，根据大脑的指令运动。

这类残留肌肉的运动，会反映出这个人的运动意图。也就是说，截肢之前，病人想去抓什么，用手直接就去抓了。截肢之后，再想去抓的时候，手虽然没了，但残留的肌肉还像原来一样跟着动。这种新的机械手就是通过测试剖析这类残留肌肉的运动，把它们的“运动意图”的信号传给机械手，让机械手去实行。

具体如何控制的呢？

这个科研团队用大概几毫米大小的微型磁铁，植入截肢手臂的残留肌肉这肌肉一动，磁铁就跟着动，空间的磁场就会发生变化，再通过一种特殊的算法，把这种变化转化成对机械手的指令。和脑机接口相比，这个技术更简单也更安全，由于不需要往脑子里植入电极了。

其达成在这种假肢的研究也有不少，都是想直接能通过残端的肌肉来控制手的各关节运动。那都是如何控制的呢？

由于你看这里面可以借助的信号来源，就基本上只有肌肉了，所以这里面非常大一部分用的是肌肉产生的电信号，大家也叫肌电信号。但借助肌电信号这种方法有个缺点，就是比较容易受外部信号干扰，我读博士的时候过去做个研究，需要测大鼠的肌电信号，困难程度真是特别大，干扰不少。

咱们这次说的这个研究呢，他们用的不是肌电信号，用的另外一种方法，就借助肌肉的运动，缩短和舒张，然后肌肉残端的地方就移动了，但这个其实也有它的困难程度，就是定量测量困难程度非常大，所以他们用磁铁的如此一种方法，能做成功，特别困难。

而且他们这个研究，虽然看着也是机械手，但和传统的机械手相比也有非常大不一样，咱们不少朋友看过科幻电影，不少科技馆里面也有有关展示。机械手能远程控制机械手臂，进行各种操作，但传统的机械手一般不是为残障人士设计的，不少是人通过按键或者操作控制杆进行。

但这个研究不同，这个机械手是给残疾人当“真手”用的。而且不是说让残疾人通过声控或者其他途径间接控制，就是像正常手一样指哪打哪，这个就厉害。

科研团队给病人用假肢测试了6周，病人可以相对自如的拿起和移动不同形状的东西，譬如能倒水，还能开罐子、用螺丝刀、用刀切、拉拉链，还能自己控制抓住易碎东西的力度。

这个研究成就应该说是假肢科学范围里的重大进步，是科学家们为了改变假肢将来进步进行的一项前沿探索。所以科技的进步也为愈加多的残疾人解决了问题，借助科技帮助残疾人，也期望让他们能和正常人一样，也能正常生活，甚至以后用这个机械手也能弹琴，就像有些运动员，用假肢参加正常比赛。

不了解咱们大伙还记不记得，2008年北京奥运会，有一位叫刀锋战士的运动员，皮斯托瑞斯，一个残疾人，没小腿，残奥运他早就得过冠军了，2008年的时候他是用假肢参加正常人的奥运会，也获得了肯定的名次。这位运动员刀锋战士确实很困难，但当时也有不少科学家反对他参加比赛的。为什么？这里面确实有一些伦理风险。你想啊，真如果机械的假肢装置代替人体原有些器官，假如还能获得好成绩，说白了人借用机械装置如果能提高成绩的话，就大概就会促进一些人往这个方向使劲。咱们看金庸先生的小说《碧血剑》五毒教主何铁手，为了练功把手割下去换了个铁钩子，还有不少科幻电影也都是，有半机械人，把人体的一些部分换成机器。包含有些人也是我们的牙好好的不需要，非要换成金牙。

所以其实咱们说不少科技都有两面性，用好了，造福于人，搞不好，就容易出现科学伦理问题。以后假如真是假肢科学进步的特别飞速，造出来的假肢比真的还好使，还更多功能，那可能大家还真是需要去解决一些科学伦理问题。不过话说回来，大家目前有关的技术还没进步到那个程度，现在也不需要担忧那样多，所以这个研究对人类来讲，尤其是一些特殊人群，有着尤为重要意义。

本文为科普中国·创作培育计划扶持作品

出品：中国科协科普部

监制：中国科技出版社公司、北京中科星河文化传媒公司

Tags：机械手