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  感測器+人工智慧 感覺回饋讓義腿行走「很有感」

動畫《彼得潘》(Peter Pan)裡的虎克船長,儘管缺了條腿、安上義肢,仍舊生龍活虎。不過在現實生活中恐怕沒有這麼理想。

截肢者使用義肢的一大困擾是:缺乏感覺回饋。以義腿來說,無論是位置、動作,或者究竟是踩在沙地或水泥地上,這些通通沒有感覺,導致他們難以信任義腿,進而下意識地過度仰賴另一條完好的腿,不僅行動力受限,也很容易疲累。

此外,有些人還可能出現「幻肢痛」(phantom limb pain)的現象,亦即一直覺得自己膝蓋痛、腳踝痛、腳趾痛,但其實早已沒有了這些部位。

現在,由瑞士蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)和洛桑(Lausanne)新創公司SensArs領導的國際團隊,開發出能夠連結義腿和大腿斷肢神經的介面,建立起感覺回饋。

團隊與塞爾維亞的貝爾格萊德大學(University of Belgrade)合作,邀請2位自願的截肢人士,協助測試這套神經回饋系統。兩人各有一條腿做了膝上截肢手術,並裝上義腿。

實驗過程歷時3個月,團隊使用市售的高科技義肢,將感測器裝在腳底板的位置,並蒐集從電動膝關節傳來的膝蓋動作資料。醫師還會在自願者大腿處置入微小的電極,並接上大腿神經。

另外,團隊開發出一套演算法,能將觸覺和動作感測器的資料翻譯成脈沖電流──也就是人體神經系統能讀懂的語言。接下來就靠自然機制了:從斷肢神經傳出來的訊號傳遞到腦部,如此截肢者便能感覺到義肢了。

這項研究成果已於日前發表在自然醫學期刊(Nature Medicine),團隊對其未來潛力信心滿滿,不過他們也指出,接下來還需要進行更多居家評估和測試,才能有足夠的樣本作為進一步研究的基礎。

(原始網頁, DIGITIMES林子璿)

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