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Michael McLoughlin正在展示他的机械手臂

骗子们一直声称要用意念移动物体，但如今Michael McLoughlin正在把这样的把戏变成现实。作为约翰霍普金斯大学应用物理实验室项目经理和总工程师，Michael带领的“模块化假肢技术”项目，使截肢者逼真地感受到假肢的运动。

该想法从美国国防高级研究计划局（简称“DARPA”）得到了大约1亿2000万美元的资金支持，并利用了新的神经传感技术和机器人技术。STAT和Michael McLoughlin在Aspen Ideas Festival的Spotlight健康计划活动上讨论了这个项目，双方已经讨论了项目的具体细节。

我刚看到一个家伙就像我动手一样的动他的机械手

是的，那是Johnny Matheny。真是棒极了，不是吗？他之前得过肿瘤，进行了手术，癌细胞一直在他的手臂扩撒，他们终于决定，如果不对手臂进行截肢，它会进入他的躯干，所以他们在肘上进行了截肢。这大约是10年前的事情了。

他使用了你的实验室的突破性技术？那是什么原理呢？

是的，通常控制传统假肢的方式叫做myoelectrics。肱二头肌、肱三头肌都有传感器，如果你的肌肉的收缩，就可以切换模式和控制手臂。通常情况下，你可以做一些非常简单的事情，如打开和关闭，或操作一个钩子。但它需要大量的实践才能做得很好，它的能力有限。

在这个方法中，Albert Chi博士获取了Johns Hopkin控制手指的神经，将他们和Johnny的肱二头肌和肱三头肌的部分神经相连。现在，弯曲手腕的信号现在都来源于他的肱二头肌。他会认为“有人挠我的手腕”，然后他的肱二头肌也会收缩，我们会把电极放在皮肤表面测量收缩的幅度。然后他就会认为“我在弯曲自己的手腕”，接着这个信号会被发送到假肢“弯曲你的手腕。”

这个过程是非常自然的，他可以通过五种不同的把握、旋转和弯曲的手腕弯曲方式，来弯曲肘部，也可以拿起杯子摇晃而不压碎它。

那么，这项技术的下一步是什么？

假肢基本上算是一个机械手臂，那么残疾人就可以做各种各样他们想做的事情，无论是在电脑上打字，还是驾驶汽车。如果我们能改变残疾人士与机器互动的方式，那就可以大大提高他们的生活质量。

你如何使这项技术实现？

如果你想移动你的手臂——只需要想象它——就可以让这些信号在大脑中映射。所以，对于脊髓损伤或ALS的人，可以收到这些信号。我们也可以和Johnny做同样的事情，解读这些信号，并使手臂移动。我们的第一个参与者Jan说，他只是在想移动手臂，它就移动了。

你如何从大脑中提取信号？

我们可以把电极放在大脑里，在Jan的大脑里几亿的神经元里，我们可以看到其中的几百个，我们可以通过它们做一些非常了不起的事情。

现在想想，如果我们能看到数以百万计的神经元，会发生什么呢？它对于我们理解大脑中的结构有什么作用？现在大脑相关的科学是非常间接的，我只能做非常粗略的测量，并推断发生的事情，很难看到到底发生了什么。

我认为我们正处于探索大脑的边缘，并开始以天文学的方式去学习。如今的确有一些很棒的研究，也在寻找会让我们在未来的5到10年要使用的工具，来看看下一代的大脑是如何工作的，所以要开始尝试打开新世界的大门。

Jan使用的这项技术到了什么程度？

至少在此刻，没有像我们希望的那样先进，这其中最大的风险是感染，这些底座被粘在她的头骨上，然后被连接到电极。但由于皮肤开始萎缩，所以医生担心伤口感染，所以它们不得不被拿出来。所有这一切的最大障碍是，它的功能强大，但你必须在头上开一个洞并加上一些电极，这往往是大多数人无法跨越的障碍。

因此，我们可以通过头骨来获得神经元信号？

的确，但我真的相信，现在有一些事情，将在未来一两年产生一些真正的突破，尤其是在非侵入性的脑计算机接口方面。

我们什么时候能有这样的突破？

再给我大约六个月左右的时间，就很有可能有所突破。在此期间，你可能会一直听到评论家谈论项目是否改进，如果你有能力购买这样的假肢，也有可能会购买。

如果你看看这个项目的历史，可以发现它大约有30个相关组织和1亿2000万美元资金。Jan自己吃巧克力的时候是她最重大的时刻。我对她说，要吃那块巧克力，得花了1亿美元。但Johnny的机械手臂只花费了几十万，因为我们已经完成了所有的技术。DARPA也在项目的初始就推广这个工作和发展的平台，我们已经解决了技术问题，现在要解决的是商业问题。

那么，为什么我们在市场上看不到这些产品呢？

这是因为没有很多人和Johnny有同样的情况，美国每年大约有18000上肢截肢者，其中大部分人缺少手臂。我们会尽量降低成本，将技术提供给其他人：坐轮椅的人，ALS患者，脊髓损伤，脑卒患者等等。当这种情况发生时，你就也可以参加这样的项目，这也会使该技术的成本下降。在Johnny手臂上的硬件，也可以被放在别人的轮椅上或机器人上，这是一个平台。我希望在未来的五年内，我们的产品可以达到一定规模。

当你使用这个产品的时候，扶好墙了吗？

我曾亲眼看到几个人在第一次移动手臂时突然大哭起来，我仍然为它感到惊讶。我会一直鼓励Johnny，看到他终于可以移动手臂，我对他说：“哇，这真是太棒了。”

本文来自：加速会

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