癱瘓男子使用外骨骼衣重新行走(圖:Clinatec)

法國科學家日前研發透過大腦控制動作的外骨骼裝。在實際測試下,一名癱瘓多年的男子可透過大腦意念做出走路的簡單動作。研究團隊認為,該技術將可改善病患的生活品質。但其他專家則認為,該技術成本過高是其發展阻礙之一。

腦波控制

為了證實外骨骼裝可達到效果,接受實驗的男子的大腦表面被植入 2 個植入物,範圍覆蓋大腦控制行動的部位,每個植入物共有 64 顆電極以判讀大腦活動,並向鄰近電腦發射指示。之後,電腦軟體判讀腦波,並將其轉換為指令,來控制 65 公斤重的外骨骼裝。因此,當該名男子想到「走路」時,便會在機器衣啟動一連串動作,移動他的腳往前進,他也可以控制手臂,在三度空間內移動。

這名男子是四年前從 15 公尺高地方墜落,導致其脊髓受傷而癱瘓,並於兩年前開始參與法國 Clinatec 生物醫學中心與格勒諾布爾大學(University of Grenoble)的外骨骼裝實驗。一開始他練習利用大腦植入物,在電腦遊戲裡控制虛擬替身,之後才穿上裝置行走。在利用外骨骼裝移動他的上下手臂與轉動手腕去觸碰特定目標時,成功率達 71% 。

開發方向正確

在測試中,由於該名男子仍必須連接著天花板上的線路,以便降低穿外骨骼裝跌倒的風險,也顯示該裝置目前尚無法走出實驗室。

阿里姆·路易斯·本納比(Alim-Louis Benabid)教授表示:「我們已經解決問題,並顯示原理是正確的,證明我們可以藉由外骨骼裝擴大病患的移動性。」

科學家也指出,未來將持續微調該技術.不過,目前仍受限從大腦判讀、傳送至電腦、解釋與即時傳送至外骨骼裝的數據量不足,而且只有 350 毫秒的時間讓腦波轉換成動作,否則系統會變得難以控制。

仍有潛力

另外,研究人員目前在每個植入物 64 顆電極只使用一半,因此,仍有空間利用更強大的電腦詳細判讀大腦,並利用 AI 去解釋大腦資訊。

不過,倫敦大學衛生與熱帶醫學院(London School of Hygiene & Tropical Medicine)湯姆·沙赫斯佩爾教授(Tom Shakespeare)指出,雖然該研究呈現令人高興與期待的進展,但概念驗證距離臨床使用可能還有一段長路要走。

資料來源:

  1. Gallagher, J. (2019). Paralysed man moves in mind-reading exoskeleton. [online] BBC News.
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