AG平台真人 真人AG 平台官网10月22日晚,杭州亚残运会开幕式在杭州奥体中心体育场举行。开幕式上,最后一棒火炬手徐佳玲用通过大脑操控的智能仿生手高擎“桂冠”向全场观众致意,随后点燃主火炬。这个全场焦点的智能仿生手,来自浙江强脑科技有限公司研制的智能仿生设备。该设备通过“非侵入式脑机接口”采集肌电和神经电信号,进而“感知”人类大脑的想法,帮助人类用意识控制动作。
不止智能仿生手,智能仿生腿、高通道耳蜗等科技设备都在本次亚残运会的火炬传递阶段应用或亮相。这些技术与设备,许多与化工新材料密切相关。
假肢对于肢体残障人士来说十分重要。理想情况下,假肢的工作和设计应当与健全人的肢体相同。对于健全人,骨骼、肌肉和韧带构成了肢体的运动系统,神经传递来自脑部的电信号,向运动系统发布指令,运动系统完成动作。
所谓智能仿生设备,就是收集神经的电信号,然后通过设备代的运动系统。代运动系统的设备需要具有与人体相似的结构以及自由度。据悉,强脑科技的智能仿生手,有10个活动关节和6个驱动自由度,能实现5根手指的独立运动和手指间的灵活操作。其上端臂环上装满了传感器,可用来采集肌电和神经电信号。这些传感器甚至还能倒推大脑的行动,猜出下一步想做什么,帮助人类实现用意识控制手臂的动作。智能仿生腿则不仅能快慢走、上下楼梯、跑步,还能做到倚靠、攀岩、骑自行车等。
这些与化工有哪些联系呢?我们知道,任何设计都依赖于相应的材料,智能仿生设备自然也需要相应的材料才能实现。
首先是读取神经信号的设备。据强脑科技介绍,该公司研发的非侵入式脑机接口技术,已广泛应用到基础脑科学研究、临床医学治疗以及包括虚拟现实游戏在内的日常生活中。当然,与虚拟现实设备需要的脑电不同,神经电和肌电的采集相对容易,但也依然需要大量的电子材料。最经典的材料要数柔性纳米电极。作为电极材料,它可以捕捉电压极小的电信号,还可以增强与皮肤的亲和性,更精确地识别、传递和翻译电信号。实际上,在神经医学领域,柔性纳米电极正在癫痫、帕金森病和强迫症等疾病的治疗中发挥作用。从材料角度看,氧化铟锡、金属纳米颗粒都是制造柔性纳米电极的经典材料。
然后是假肢材料。假肢材料的总体需求仍是轻质、高强,并在此基础上拟真,加强与人体的亲和力。这样,各部分的材料也就大体固定,比如皮肤部分使用硅胶替代,脚板部分使用碳纤维来模拟真实脚板的重量和强度,外部则使用聚氨酯材料。
还有一个不得不提及的是人工外骨骼。人工外骨骼可以用在运动障碍患者身上,起到改善人体物理机能及提高身体素质的目的。它的思路和假肢其实类似,只是需要更多地利用脑电信号。其使用材料也与假肢,尤其是智能仿生腿类似。本次杭州亚残运会就展示了由程天科技研发的一款下肢外骨骼机器人,其流线型的设计,配合腰部、腿部可调节支架以及穿戴系统设计,能完全贴合人体身材,穿戴舒适,而且灵活度高。这个“小机器人”,已多次出现在医院康复科室和康复医疗机构,帮助下肢运动功能障碍的患者做步行训练。
关于脑机接口技术,在化工新材料尤其是与人体亲和力高的生物纳米材料加持下,侵入式脑机接口的发展也很快,其中最常见的应用,就是人工耳蜗。本届亚残运会上,诺尔康展示了远航人工耳蜗,是全球通道数量最多的人工耳蜗,有24+2个通道(电极)数(蜗内24个、蜗外2个)。该公司表示,通道越多,对耳蜗的刺激覆盖就越广,越精细,声音频率表达就越细致。如果一个或多个通道发生故障时,余下的通道依旧能正常工作,听障人士的听声效果也不会受到明显影响。
目前,人工耳蜗主要采用的材料包括可耐受人体的钛合金、陶瓷和硅胶。钛合金用于生产主体部分,陶瓷主要用于制作导电电极杆,硅胶具有良好的生物相容性和可弯曲性,应用于人工耳蜗的盖板、内腔等部件的制作中。AG真人 AG平台