凯文·沃尔加莫特(kevin Walgamott)对拿起鸡蛋而不把它压碎有一种很好的“感觉”。对几乎所有人来说看似简单的事情，对Walgamott来说可能是一项艰巨的任务，他在17年前的一次电气事故中失去了左手和手臂的一部分。但他当时正在测试一个高科技义肢的原型，它的手指不仅可以移动，还可以随着他的思想移动。多亏了犹他大学(University of Utah)的一个生物医学工程团队，他能很好地“感觉”到鸡蛋，这样他的大脑就能告诉假肢手不要捏得太紧。
这是因为团队,由U生物医学工程副教授格雷戈里·克拉克,已经开发出一种“卢克臂”(这样命名的机械手,卢克·天行者在《帝国反击战》)来模拟人类的手感觉对象的方式通过发送适当的信号到大脑。“我们改变了向大脑发送信息的方式，使其与人体相匹配。通过匹配人体，我们能够看到改善的好处，”乔治说。“我们正在发出更现实的生物信号。”
这意味着，戴着假肢的截肢者可以感觉到软硬物体的触感，更好地理解如何拿起它，并完成一些精细的任务，否则，用带有金属钩或爪子的标准假肢是不可能完成这些任务的。谈到2017年在临床试验中首次使用LUKE Arm时，沃尔加ott说:“它几乎让我哭了。”“这真是太神奇了。我从没想过我还能再握着那只手。”
Walgamott,谷西部城市的房地产经纪人,犹他州,U和七个测试对象之一,能够摘下葡萄没有破碎,拿起一个鸡蛋没有开裂,握住妻子的手与手指的感觉类似于一个身体健全的人。“他想做的第一件事就是戴上结婚戒指。用一只手很难做到这一点，”克拉克说。“非常感人。”这些都是通过一系列复杂的数学计算和建模来完成的。
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路加福音臂
卢克武器的研发已经进行了大约15年。手臂本身主要由金属马达和部件组成，手上覆盖着透明的硅“皮肤”。它由外部电池供电，并连接到一台电脑上。它是由DEKA研发公司开发的，这是一家位于新罕布什尔州的公司，创始人是赛格威的发明者迪恩·卡门。
与此同时，美国大学的团队正在开发一种系统，可以让假肢进入佩戴者的神经，这种神经就像向手臂发送移动信号的生物电线。这要归功于大学生物医学工程荣誉退休教授理查德·a·诺曼的一项发明，名为犹他倾斜电极阵列。该阵列由100个微电极和电线组成，植入被截肢者前臂的神经，并与体外的计算机相连。这个阵列解释来自仍然存在的手臂神经的信号，然后计算机将它们转换成数字信号，告诉手臂移动。
但反过来也一样。要完成诸如捡东西这样的任务，仅仅靠大脑来告诉手移动是不够的。假肢还必须学会如何“感觉”物体，以便知道施加了多大的压力，因为你不能仅仅通过观察它来计算。
首先，假肢手上有传感器，通过阵列向神经发送信号，模仿手抓东西的感觉。但同样重要的是这些信号是如何发送的。它包括理解你的大脑在第一次接触某物时是如何处理信息转换的。在第一次接触一个物体时，一股脉冲沿着神经到达大脑，然后逐渐减弱。重建它是一大步。“仅仅是提供感觉是很重要的，但你发送信息的方式也至关重要，如果你让它在生物学上更真实，大脑就会更好地理解它，这种感觉的表现也会更好，”克拉克说。
为了实现这一目标，克拉克的团队利用数学计算和灵长类动物手臂上记录的脉冲来创建一个近似的模型，以了解人类如何接收这些不同的信号模式。这个模型随后被应用到LUKE Arm系统中。
除了创造出一个有触觉的卢克手臂的原型，整个团队已经在开发一个完全便携的版本，不需要连接到体外的计算机。取而代之的是，一切都可以无线连接，让佩戴者完全自由。
克拉克说，犹他倾斜电极阵列还能够向大脑发送信号，而不仅仅是触觉，如疼痛和温度，尽管论文主要讨论的是触觉。虽然他们的研究目前只涉及到肘部以下的截肢者，而肘部以下的肌肉是用来移动手的，但克拉克说他们的研究也可以应用到肘部以上的截肢者。
克拉克希望，在2020年或2021年，三个试验对象将能够把这种手臂带回家使用，等待联邦监管机构的批准。
来源:犹他大学
