《電子技術(shù)應(yīng)用》
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給人體裝一個“USB端口”,讓假肢可以“即插即用”

2017-05-09
關(guān)鍵詞: USB端口 即插即用

  對于因?yàn)椴』蓟蚴鹿式刂臍埣踩藖碚f,假肢的出現(xiàn)為他們帶來了新的生活,但是,假肢除了給他們的生活帶來一些便利之外,更多的是痛苦。目前來說,假肢需要定制,每個人有不同的尺寸,價格也十分昂貴,而且如果病人的體型發(fā)生變化(胖或瘦),那么還要對假肢進(jìn)行調(diào)節(jié),由此又增加了成本。更重要的是,長期佩戴假肢,會時不時地對人的身體造成傷害,比如假肢長期接觸會造成皮膚出血,更嚴(yán)重會引起炎癥甚至感染等,這些都會成為佩戴假肢患者的痛苦回憶。

  近日,初創(chuàng)企業(yè)“劍橋生物強(qiáng)化系統(tǒng)(Cambridge Bio-Augmentation Systems,CBAS)”在著名孵化器 Y Combinator舉辦的Demo Day上大放異彩,他們所做的東西,就是為了把上述假肢給人們帶來的痛苦消除掉。

  CBAS成立于2015年,創(chuàng)始人為現(xiàn)年僅有27歲Oliver Armitage和28歲的Emil Hewage,兩人均是生物工程博士,在讀博的第一年期間,二人還是室友。CBAS在YC Demo Day上所演示的就是他們所做的關(guān)于假肢方面的創(chuàng)新——PID(Prosthetic Interface Device )方案,用兩個創(chuàng)始人的描述來說,就是用于人類身上的一種“USB端口”,用數(shù)字技術(shù)來解決假肢與人體連接的問題。

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    CBAS兩個創(chuàng)始人

  簡單來說,這個PID方案就是利用生物技術(shù),將一款仿生設(shè)備植入截肢患者的體內(nèi),永久性的集成到骨骼中(CBAS方面稱其為“骨骼整合”),然后,由這款設(shè)備的接口來連接其他的假肢。

  在CBAS的構(gòu)想中,他們將統(tǒng)一這款設(shè)備的接口,讓所有不同的義肢都能通過這個接口進(jìn)行無縫連接,這樣既降低了假肢定制的成本問題,也免去了由于身體胖瘦變化而進(jìn)行的不必要的假肢更換。更重要的是,有了這個接口,患者在穿戴假肢的時候,不再需要像“巨型杯子”一樣的連接插口,從而減去了那種傳統(tǒng)插口對皮肉造成的傷害。

  另外,值得關(guān)注的是,由于過去幾年機(jī)器人仿生技術(shù)取得了驚人的進(jìn)步,在未來,新的高科技仿生義肢可以由患者自身進(jìn)行控制,而非電腦CPU控制,所以,CBAS這個PID系統(tǒng)也在這方面進(jìn)行研究,在與人體骨骼進(jìn)行整合方面,并不是一種簡單的機(jī)械連接,而是帶有信息傳輸同能的連接。CBAS研發(fā)了一種能夠?qū)崟r傳輸信息的神經(jīng)植入系統(tǒng),這套系統(tǒng)能夠收集人體神經(jīng)的信息數(shù)據(jù),并反饋給外部接口上的義肢設(shè)備,讓患者能夠做到用身體直接控制義肢的動作。目前在該企業(yè)已經(jīng)在豬腿上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),據(jù)說能夠達(dá)到一些簡單控制的效果。

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    CBAS的理念示意圖

  CBAS的兩個創(chuàng)始人表示,研發(fā)這種標(biāo)準(zhǔn)的人體義肢接口,除了能夠減輕截肢患者佩戴假肢的痛苦、減少他們在假肢制作上花費(fèi)的成本之外,也許還能改變整個假肢的銷售模式。在之前,患者想安裝假肢,都必須要去專業(yè)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行定制,就算需要修改調(diào)整也很麻煩。而接口統(tǒng)一了之后,人們可以通過電商等等不同的渠道來購買假肢,并且,廠商在生產(chǎn)這些假肢的時候,也可以為這些假肢附加不同的功能、不同的設(shè)計,用來滿足不同的人對假肢的需求。

  此外,以后截肢患者不一定非要在身上裝“手、腳”這種常規(guī)的假肢了,如果他們愿意,變成“剪刀手愛德華”也不是不可以,有了這種借口,未來假肢的功用也會被擴(kuò)展很多。

  據(jù)了解,目前已經(jīng)有10家公司采用了CBAS的接口標(biāo)準(zhǔn),而在未來,CBAS的目標(biāo)是成為所有仿生植入物的標(biāo)準(zhǔn)。

  CBAS這種PID系統(tǒng),不僅僅能應(yīng)用于為截肢患者安裝假肢,在未來技術(shù)成熟也會考慮為正常人做“人體增強(qiáng)”,比如在人身上配備一些仿生接口,在這些接口上接入一些輔助設(shè)備,讓人類的行動能力更強(qiáng)等等。

  不過這種設(shè)備也有一些問題在里面,比如使用壽命、磨損問題等等,這些問題還需要先解決才能讓人放心使用。

  雖然“給人裝個USB接口”這件事看上去非??苹?,目前看來這確實(shí)是一個趨勢,無論是為截肢患者提供假肢還是正常人的身體增強(qiáng),未來的市場規(guī)模都會非常大,只是目前來看,技術(shù)和市場都處于非常初級的階段,CBAS到底是個先驅(qū)還是個先烈還不好說。


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