Hopkins Applied Physics Lab Awarded DARPA Funding
to Test Thought-Controlled Prosthetic Limb System
http://www.jhuapl.edu/newscenter/pressreleases/2010/100714.asp
July 14, 2010
美國 DARPA 授與 Johns Hopkins 大學 Applied Physics Laboratory （APL）一紙高達美金 3450 萬的合約，利用一種由腦部控制的界面，在人類實驗對象身上開發與測試 Modular Prosthetic Limb（MPL，模組化義肢手臂）系統。
APL 科學家與工程師在 DARPA 的 Revolutionizing Prosthetics 2009 計畫下開發基本技術。這個具雄心壯志的計畫要在四年內創造出一種人造手臂，那顯然將使得二戰年代為絕大多數截肢者所用的勾子與纜線（hook-and-cable）裝置相形失色。這項計畫已製造出二種複雜的原型，每種均有先進的上臂義肢工藝。
最終設計 -- MPL -- 提供 22 個運動自由度，包括每根手指的獨立運動，整組重量約九磅（天生手臂的重量）。MPL 提供幾乎跟天生手臂一樣的靈巧性，它具有空前的機械敏捷性（mechanical agility）且被設計成能夠反映使用者的想法。
"我們開發出這種促成科技（enabling technologies）以創造出在外觀與使用上更加自然的上肢，在義肢學中是一種真正的革命性成就，" APL 計畫經理 Michael McLoughlin 表示。"目前是 Phase 3 臨床試驗，我們已準備好在人類身上測試它，藉此證明該系統能透過病患的思考來操縱，而且它能提供患者感覺回饋，恢復觸感。"
該團隊將開發植入式微陣列，用來記錄腦部訊號並刺激腦部。他們也將進行實驗與臨床測試，藉此證明植入式神經界面的能力、控制義肢的安全性與有效性，並將手臂控制與感覺回饋演算法最佳化，使得靈巧操作在神經義肢手臂的使用下成為可能。
"為了 Pittsburgh 大學以及加州理工學院（CalTech）的腦機界面（brain computer interfaces）、芝加哥大學的感覺感知經驗、Utah 大學開發適合與人腦互動之植入式裝置的能力，以及 HDT Engineered Technologies 在建造義肢系統的技術，我們將與他們密切合作，" McLoughlin 表示。
Pittsburgh 與加州理工均使用過具人髮般電極的晶片來記錄腦中的神經學特徵。去年，在一項獨立嘗試中，Pittsburgh 證明，一對腦中植入微小晶片的恆河猴，僅透過思考就能夠控制一具機械手臂。導線將訊號攜出頭骨，接著電腦軟體將這些訊號轉換成機械手臂的移動。
今年內，APL 領導的團隊將開始以高度脊椎損傷病患進行試驗。"最初，們以四肢癱瘓的病患族群為目標，因為他們具有最大收穫（the most to gain），" McLoughlin 解釋。"就照護與自主性來說，絕大多數的截肢病患還有其他選擇，但是這些（癱瘓）病患在絕大多數事情上得全然倚賴他人。這裡別無選擇。其生活真的將因這項成就而改觀。"
在未來二年內，該團隊希望在五位病患身上測試系統與神經界面技術。
Pittsburgh 與加州理工正探索記錄來自腦部資訊的創新方法，而芝加哥大學的研究，則將著重在持續改進（closing the loop）「透過刺激腦部來感覺壓力與觸碰」上。
"目標是要讓使用者能夠更有效率地控制運動以完成日常工作，例如拾起並握住一杯咖啡，" McLoughlin 說。
Utah 大學，以及位於鹽湖城的 Blackrock Microsystems，正為腦部訊號的記錄與刺激，研發先進的電極技術。創新的電極設計將提供方法，使病患能透過他們的思考來控制義肢。
最後，位於 Ohio 州 Solon 市的 HDT Engineered Technologies，他們負責設計與製造目前 MPL 的主要零件，將強化其能力，並提供這項成就所需之手臂系統硬體。
McLoughlin 評論道："此計畫的結果將幫助上肢截肢者以及脊椎損傷病患，還有其他失去運用其天生手臂能力者，不管是重傷或退化性神經疾病，儘可能擁有正常的生活。"
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5 則留言:
Hey, I also read this news via:http://www.roboticstrends.com/service_healthcare/article/hopkins_applied_physics_lab_to_test_thought_controlled_prosthetic_limb_syst and want to translate it into Simplified chinese, Can I quote this to My blog http://brucebot.com ?
Yes, my translation is under Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported, you can freely use it as you wish :)
I have write a new article, and quote your article as link.
see: http://www.brucebot.com/2010/08/thought-controlled-modular-prosthetic-limb-system/
謝謝您提供您的翻譯資訊 :)
腦波翻譯機 幫癱瘓患者 把想的說出來
自由時報 2010.09.09
〔編譯俞智敏／綜合報導〕美國研究人員已成功利用連接在腦部表面的感應器，首度成功把腦部訊號翻譯成語言，正確率高達9成。這項研究不但將使無法說話的癱瘓患者可以與外界溝通，更有可能讓科幻小說裡的讀心器朝現實邁進一大步。
根據英國每日電訊報引述美國猶他大學生物工程學教授葛瑞格的話說，研究人員在實驗中，把16條細小的電極連接到一位癲癇患者腦部語言中心，並把感應器連接到腦部表面。這位患者先前為治療癲癇病症，曾開刀移除了部份頭骨。
準確掌握訊號 翻成語言
科學家利用這些電極在電腦中記錄患者重複閱讀10個字詞時的大腦訊號，這10個字詞包括是、不是、熱、冷、餓、渴、嗨、再見、多多少少等，在癱瘓患者與外界溝通時，很可能派上用場。
科學家再要求患者向電腦重複讀出這些字，結果發現，電腦能準確掌握與每個字相關的大腦訊號，正確率約在76%至90%之間。電腦是透過接收患者說話時的腦波來解讀內容，並未使用任何聲音辨識軟體。
葛瑞格教授及研究團隊認為，思考一個字，而非把字說出來，應會產生與說出這個字相同的腦部訊號，因此科學家很快就能研發出一種腦波翻譯裝置及語音處理器，把你腦中所想的字唸出來。更重要的是，癱瘓患者的腦部通常並未受損，可以產生與一般人一樣的腦部訊號，不過他們因受傷而無法把這些訊號傳達至肌肉。
研究人員表示，實驗使用的方法，仍有待改進，研究所使用的字彙，也必須再增加，不過，幾年後就有可能對受困於「閉鎖症候群」（lock-in syndrome）而無法說話的癱瘓者進行臨床實驗。
葛瑞格教授還說，因中風、疾病或受傷而癱瘓者，都可受惠於這種能把思想用電腦語音處理器翻譯成語言的無線裝置，讓癱瘓患者可以自由說話，不必再透過眨眼或輕微移動手掌、再由旁人從字卡上選字這種困難費時的方式表達意見，即使患者只能使用30、40個字彙，也能大幅改善其生活品質。
這項研究已出版於「神經工程學」期刊上。
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