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人脑可控制3D打印的"第三根拇指"执行复杂任务

2021-5-24 12:28| 发布者: editor| |来自: 科技日报

摘要: 受试者可以使用一种机器拇指有效地执行复杂和灵巧的任务,包括与两个真正的拇指一起用积木搭建一个塔等。


      据英国伦敦大学学院(UCL)网站19日报道,该校科学家研制出了一种机器拇指——“第三根拇指”,并让受试对象使用这个机器拇指。结果发现,受试者可以使用这个外来拇指有效地执行复杂和灵巧的任务,包括与两个真正的拇指一起用积木搭建一个塔等。而且,受试者认为,随着使用频率和使用时间的增加,“第三根拇指”越来越像他们身体的一部分。
  “第三根拇指”是英国皇家艺术学院获奖研究生项目的一部分,由设计师丹尼·克洛德领导。该项目旨在改变我们对假肢的看法——从基本的恢复丧失功能转变为对人类能力的适度扩展。克洛德随后加入UCL塔玛·马金教授领导的神经科学家团队,探索大脑如何适应和掌控不断被机器增强的身体。
  马金解释说:“身体增强领域方兴未艾,旨在扩展我们身体的能力,但我们对大脑如何适应这种趋势知之甚少。通过研究使用‘第三根拇指’的人,我们试图回答一些关键问题,即人脑能否支持‘外来’部分,以及技术如何影响我们的大脑。”
  “第三根拇指”完全由3D打印机打印而成,这意味着其很容易订制。它被佩戴在手的一侧,与真正的拇指相对,佩戴者可以通过大脚趾下面佩戴的压力传感器控制它。    在最新研究中,20名参与者每人接受了5天训练。在此期间,他们每天佩戴“第三根拇指”回家,每天佩戴两到六个小时,在完成家务过程中测试其功能。研究人员将其活动与另外由10人组成的对照组进行了对比,后者在执行相同训练任务时佩戴一个不动的机器人拇指。
  在每天的实验环节,参与者将训练重点放在旨在增强手和“第三根拇指”之间合作的任务上,比如单手抓取多个球或酒杯等。在完成这些动作的过程中,参与者学会了快速使用“第三根拇指”所需的基本手势,提高了运动控制能力、手拇指协调能力以及与训练直接相关的灵巧度。最后,参与者一心多用使用“第三根拇指”,比如思考数学问题时建塔。
  UCL认知神经科学研究所的保利娜·基利巴说:“身体增强技术有朝一日可能会在多个领域大显身手,比如让外科医生不用助手即可独立完成手术,或者让工人更高效地工作。但要实现这一目标,需要继续研究这些设备如何与我们的大脑互动这一复杂的跨学科问题。”

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