人工智能为假肢带来新潜力：3D打印手

日本广岛大学生物系统实验室开发了一款新的3D打印假肢手，配备了人工智能。这项新技术可以从根本上改变假肢的工作方式。这是将人工智能与人类身体结合起来的又一步，我们正在朝着这个方向前进。

3D打印假肢手与计算机接口配对，创造了最轻、最便宜的模型。这种版本对运动意图的反应是我们见过的最强的。之前的模型通常由金属制成，导致它们更重、更贵。这种新技术的工作原理是通过神经网络来识别某些组合信号，这些信号被工程师称为“肌肉协同作用”。

假肢手有五个独立的指头，可以进行复杂的运动。与之前的模型相比，这些指头可以更灵活地移动和同时移动。这些发展使得手可以用于像拿瓶子和笔这样的任务。当用户想要以某种方式移动手或指头时，他们只需要想象它。广岛大学工程学院的教授辻俊夫解释了用户如何移动3D打印手。

“患者只需要想象手的运动，机器人就会自动移动。机器人就像他们身体的一部分。您可以像控制自己的身体一样控制机器人。我们将把人体和机器结合起来，像一个活着的身体。”

3D打印手的工作原理是通过假肢中的电极来测量来自皮肤的神经电信号。它可以与心电图和心率监测相比。测量到的信号然后在5毫秒内发送到计算机，计算机识别出期望的运动。然后计算机将信号发送回手中。

有一种神经网络帮助计算机学习不同的复杂运动，称为“网络接口”。它可以区分5个手指，以便进行个别运动。辻教授还谈到了这项新技术的这一方面。

“这是这个项目的一个显著特征。机器可以学习简单的基本运动，然后组合和产生复杂的运动。”

这项技术在七个人中进行了测试，其中一人是17年来一直佩戴假肢的截肢者。患者执行日常任务，单一简单运动的准确率为95%，复杂运动的准确率为93%。在此次测试中使用的假肢仅针对每个手指的5种不同的运动进行了训练；未来可能会有更多复杂的运动。仅凭这5种训练运动，截肢患者就可以拾起和放下瓶子和笔记本等物品。

这项技术有许多可能性。它可以降低成本，同时为截肢患者提供极其功能性的假肢手。仍然存在一些问题，如肌肉疲劳和软件识别多种复杂运动的能力。

这项工作由广岛大学生物系统工程实验室与兵库县立辅助技术研究所神户机器人康复中心的患者共同完成。公司Kinki Gishi负责为截肢患者的手臂创建套筒。