科研新发现：纯意念控制人工神经康复机器人[原创].ppt

据媒体报道，相信很多人都深刻的记得巴西世界杯开幕式上，患有截瘫的巴西青年诺平托在脑控机械外骨骼技术的帮助下，为世界杯开球的一幕。在天津大学和天津市人民医院举办的纯意念控制人工神经康复机器人系统发布会上，因中风导致偏瘫的董阿姨通过想，指挥自己原本无法动作的肢体听话地完成相应动作。该技术历时10年，是国家863计划十二五国家科技支撑计划和国家优秀青年科学基金重点支持项目，在复合想象动作信息解析与处理等关键技术上取得了重大突破，目前已拥有包括23项授权国家发明专利，是全球首台适用于全肢体中风康复的纯意念控制人工神经机器人系统。中风偏瘫或者截瘫的患者是因为中枢神经或者周边神经受损，神经通路受阻，大脑无法发出正确指令，或者指令无法传输到周边神经，进而无法指挥肢体肌肉收缩，无法正常行动。体验者需要把装有电极的脑电探测器戴在头部，并在患病肢体的肌肉上安装电极，借助神工一号的连接，就可以用意念来控制肢体了。神工一号看似简单、轻巧的机器人系统工作起来却很复杂。它需要首先提取体验者的脑电数据，构建出带有个体特征的意念控制指令的密码本。随后通过脑电的异步脑机接口技术模拟中枢神经通路、解码体验者的运动意念信息，进而驱动多级神经肌肉电刺激技术模拟周边神经通路、从而刺激瘫痪肢体产生对应动作。体验者的想象并非只是单纯的控制命令，而是一种脑区激活方式，想象即为待实施的实际肢体动作，做到身随意动、思行合一。神工一号不仅像脑控机械外骨骼可以起到替代作用，更有修复作用，与传统的康复手段相比，神工一号使患者的康复由被动变为主动。仅体验过3次神工一号的董阿姨，脚、腿和大拇指已经可以自主动作了。阿根廷科研人员日前结合自动化控制和大脑神经学，研制出一种新型轮椅，它能根据使用者的脑电波信号指令完成移动任务。据阿根廷号角报2日报道，大脑由神经元组成，当人脑产生意念活动时，相关神经元会依次放电，当这种电荷到达头皮后，可被事先贴在头部的电极及解析装置转化为脑电波。假如这种意念旨在控制轮椅移动，那么轮椅上的电脑芯片可对由这种意念产生的特定脑电波信号进行解读，得出大脑注意力集中度指数，进而通过程序将该指数转换成控制指令，并由红外发射器操控轮椅移动。依据上述原理，阿根廷互动动力公司和罗萨里奥神经康复基金会共同研制出了这种新型轮椅。使用者只需戴上一个装有脑电波检测装置的头盔，便可仅凭想象控制轮椅移动，其灵敏度不亚于此前已有的手动轮椅操控系统。同样基于脑电波控制原理，这种轮椅上的传感器和电脑还能根据使用者的视线在前进、后退等显示器字样上的停留时间，解读其控制意念，进而完成操控。此外，研发人员还在轮椅前部设置探测装置，以便发现障碍物。如遇到阻碍，轮椅的自动驾驶系统便会刹车或提示使用者，进一步提高了使用安全性。参加这项研发的科研人员表示，这种轮椅专为那些肌肉瘫痪者设计，能给瘫痪者带来独立行动能力。