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关于假肢的应用范围以及市场发展
作者:  发表时间:2019/4/8 9:51:29

在这样科技技术发达的时代里,生活水平的提高,假肢不用说大家也是比较熟悉的,当一个人被安装假肢,也是悲也是喜,那么大家了解假肢在市场中是怎样状态的吗?快随着小编一起来看下吧。以下关于“关于假肢的应用范围以及市场发展”的介绍。


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【假肢的发展和应用】


我们正处于一个令人难以置信、激动人心的修复时代。各种带有“黑科技”的新型假肢,让那些原本因为肢体残缺而心灰意冷之人重新点燃了圆梦的希望。美国一名10岁小女孩,天生左手严重萎缩,而3D打印技术为她量身打造的轻巧假肢让她实现了演奏小提琴的梦想。


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外骨骼机械设备,以先进的脑机接口技术,帮助瘫痪患者通过自己的头脑即可控制假肢的移动。还有,英国的纽卡斯尔大学开发出一种可以“看到”周围环境物体的仿生手,可以自动模拟我们真手物体的方式。


像这样的项目还有很多,正在稳步帮助使用假肢的人,以一种比以前更自然、更容易的方式进行使用。但是这一领域是如何发展起来的?它的历史又可以追溯到什么样的年代?如果你以为,可能是几百年前,或者从一千年前开始的吧,那你的答案甚至连接近都算不上。


假肢的起源


截肢和假肢可以追溯到3000多年前的古代,和一样,这种进步源于我们对于改善残缺身体的强烈渴望。


在公元前5世纪的希腊,据估计,大约80%的重伤士兵在作战时期阵亡。剩余的20%,其中三分之一的伤员在返回家园之后死亡。当时幸存者的胳膊、腿、脚等肢体,大多都因战斗中的刀锋、长矛、投掷物,或营地中寒霜和沟渠留下以恢复的损伤。


那个时候,已经有简单的外科手术来挽救一些士兵的生命。古希腊“医学之父”希波克拉底的论述中有关缝合的细节证实了当时就已经有手指、脚趾、手脚等基本的截肢技术,但还很难做到整个手臂或大腿的切除。


大约与此同时,人们也意识到可以使用假体作为断肢的替代之物。这从历史学家希罗多德对希波战争(公元前499年—公元前449年)所描述的故事中可见一斑。一位波斯的预言家被斯巴达人囚禁的时候,为了摆脱镣铐,他竟决绝地将自己的双足截去,然后又打造了一个木制替代品,支撑他继续行走。


不过我们现在能看到的早假肢,出现在埃及卢克索墓地里的一具木乃伊身上,可追溯至公元前950年。这个由木头和皮革制成的假肢大脚趾(如上图),可以看到它的表面呈现出磨损和撕裂的迹象,显示出它是具有使用功能的,并不是纯粹为了弥补外观缺陷的装饰品。


假肢的演变


陕西11选5APP下载假肢虽然出现得早,但前期的发展却很缓慢。在公元前后的欧洲,外科技术有了很大的进步。这些进展多亏了一些埃及亚历山的从业医师,通过解剖甚至是活体解剖被判处死刑的罪犯,提高了他们对于循环系统的了解,并发现绑住血管能防止大量出血,这意味着截肢可以缓慢而小心地进行。死于失血过多的截肢病人因此减少,而且截肢的范围也开始扩大,不再只是小范围的趾头和手足。


陕西11选5APP下载而假肢也在同一时间得到推进和发展,这当然不是巧合,截肢和假肢技术本来就是相辅相成的。从意大利加普亚的一个坟墓中挖掘出来的一条人造腿,年代为公元前3世纪初,由木头和青铜制成,可通过皮革加以固定。


另一个例子是罗马将军马库斯·塞勒斯,他在公元前3世纪的一次战争中率领对抗迦太基,在战斗中身受重伤,被迫切断右臂,但塞勒斯让人打造了一只铁制的手臂用以拿住盾牌,然后将宝剑交由左手,再次杀回战场,继续顽强作战。


在此后1000多年的时间里,假肢技术一直没有太大的变化。直到16世纪之后,随着手工工艺和锻造技术的提高,以及法国皇家外科医生昂布鲁瓦兹·帕雷进一步发展了外科技术,假肢技术才有了进一步突破。一些设计精妙、又可帮助恢复人体机能的假肢开始出现。明显的进步是,假肢可以弯曲了!比如帕雷就设计了可弯曲的机械手指或膝盖,可以调节出一些动作,有点接近真实的肢体。


再往后随着工业革命的发展和信息时代的到来,科学技术推陈出新高速发展,假肢技术也得到了长足的进步。不论是形状、材质还是功能方面,假肢都变得种类繁多,智能先进,满足着各种人的需求。


从假肢的发展史,我们可以很容易看出,假肢的发展很大程度上受到了战争的推动。战争在短期内就会造成大量的士兵失去宝贵的肢体。而随着武器的进步和战争规模的扩大,越来越多的士兵遭受着前所未有的严重伤害。当这些为做出贡献和牺牲的截肢退伍士兵回归社会,渴望过上基本的正常生活时,需要为解决他们的难处而付出努力,截肢技术也因此得到改善。


在未来,假肢不仅会越来越接近我们的真肢,还很有可能会超越,完成真肢都无法做到的任务,想想是不是非常激动呢。


【假肢功能不再是科学幻想】


当杰森·巴恩斯(Jason Barnes)不幸触电时,医生们不得不从肘部对他进行了截肢。作为一个音乐家,失去右臂必然使他内心受到创伤,仅仅靠简单的修复根本难掩他的悲伤。


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幸运的是,两年后佐治亚理工学院设计学教授吉尔·温伯格(Gil Weinberg)和他的实验室为巴恩斯开发了一种新的假肢,使他能够演奏他喜欢的乐器之一:鼓。这个假肢上装有一对鼓槌,一个由巴恩斯自己控制,另一个则根据附近听到的音乐可以自主即兴演奏。


陕西11选5APP下载吉尔·温伯格教授和即将在Robotronica上演奏爵士乐的西蒙·机器人


巴恩斯曾经也弹钢琴,但目前大多数可用的假肢仍然不能达到演奏如此复杂乐器所需的灵活程度。因此,在创造了鼓槌假肢之后,温伯格开始创造另一种能让巴恩斯再次弹钢琴的装置,并从电影《星球大战》的角色天行者卢克的机械手臂上获得灵感,同时也从美国国防部研究计划局(DARPA)的一位消息人士那里受到了启发。


尽管手臂被截肢了,但巴恩斯仍然有控制他手指所需的肌肉。问题是大多数假肢使用的肌电图(EMG)传感器并不准确,这意味着温伯格和他的团队必须找到另一种方法。


温伯格解释说:“我们曾试图改进EMG对Jason的模式检测,但却无法进行手指控制。”那时候这个团队组建了一个超声波仪器。通过与佐治亚理工学院的其他教授Minoru Shinohara、Chris Fink和 Levent Degertekin 一起,他们将超声波探测器连接到巴恩斯的日常假肢上。


正如乔治亚理工学院所解释的那样,当巴恩斯试图移动他的被截肢的手指时,截肢手指的肌肉的运动与其他手指时看到的运动不一样。利用这一信息,温伯格和他的团队将每根手指的独特肌肉运动输入到一个能够确定巴恩斯想要移动的手指算法中。


结合使用时,超声波信号和机器学习可以检测到每个手指的移动,以及它想使用多大的力。


如今,5年后,巴恩斯又能弹钢琴了。


杰森·巴恩斯的假肢手臂比其他任何人都能更快地打鼓


“这完全是一件令人兴奋的事,”巴恩斯说。他说:“这个新手臂可以让我在不改变模式或按下按钮的情况下,随心地做任何我想做的事情。我从没想过我们能做到这一点。”


实际应用


难以置信的是,温伯格认为巴恩斯新手臂所使用的技术也可以用于音乐以外的领域。根据这位教授的说法,有,它可以用来帮助人们完成诸如洗澡、梳理和喂食等任务。考虑到它成功地为单个手指提供足够的灵巧度使其在钢琴上演奏旋律,那么,就没有理由认为该技术不能完成使人在键盘上打字、操作智能手机或者玩电子游戏等行为。


前景不仅仅如此。正如温伯格设想的那样,未来某天即使是身体健全的人也可以通过移动手指来远程控制机器人的肢体。这听起来就像威廉·吉布森(William Gibson)《精神漫游者》(Neuromancer)中的机器人人物Molly Millions。


然而,考虑到目前人们对自动化取代了数以百万计的工人的担忧,创造让人们仍然可以“动手”的工作是必要的。但远程控制和远离危害的方式可能会缓解这种过渡,哪怕效果只是一点点。这项技术也可能孕育出一种紧急的和谐——人类、人工智能和机器人为造福所有人而共同协作,而不是人工取代生物。


有一件事是肯定的:机器人技术和人工智能将会以多种方式提升我们的能力,我们正处于完全接受它们的边缘。正如波士顿动力公司首席执行官Marc Raibert所说的那样:“当我们有机器人可以做人和动物做的事情时,它们将会非常有用。”


以上关于“假肢的发展和应用”和“假肢功能不再是科学幻想”的介绍,希望能让您了解“关于假肢的应用范围以及市场发展”带来帮助。

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