可植入硅芯片为修复术带来了触觉反馈的新时代

与几个世纪前的木头和铁模型相比，假肢已经有了长足的进步。随着技术的进步，假肢现在可以通过对肌肉运动和神经信号的反应给佩戴者一种新的控制感。研究人员目前正在研究能够执行精细运动技能的假肢。

义肢在人类历史上已经存在很久了。有记载的最古老的义肢之一是大脚趾，大约在公元前950-710年。在15世纪，骑士们可以通过手工制作的铁义肢继续他们的战斗生涯。从这些开始，钢、木、塑料和碳纤维开始占据主导地位。

卑微的开端:早期人类的假脚趾。图片由Jon Bodsworth。

铁臂骑士帮助中世纪骑士们继续他们的职业生涯。图片由维基百科。

无论义肢是出于审美目的，还是为了使佩戴者能够继续正常运动、工作和玩耍的物理需要，研究人员都在不断寻找改进现有设计的方法。通常，研究中心围绕新的纺织品，如石墨烯柔性芯片和小型发动机使新功能成为可能。

提高修复能力，降低成本

Prensilia创造了IH2 Azzurra系列(PDF)可以连接到假臂的机械手。IH2 Azzurra系列是嵌入驱动的真人大小的拟人手，以及传感和控制系统，以复制真实的人类手部动作。手通过RS232或USB接口通信，并嵌入1kHz伺服控制回路，以实现进一步定制。

然而，对一些人来说，仅仅制造一个有效的假体还不够。一个假肢的成本可能高达数万美元，而且没有假肢可以永远使用下去。2013年，Robohand创造并发布了3D打印机械手Thingiverse上的开源文件。制造这种假体的成本约为1000美元，只是其他假体选择成本的一小部分。

一个完整的3D打印机器人手。图片由Robohand。

自2013年以来，他们已经用可打印的铝和医用级硬件和夹板材料制造了数百个假肢。所有的3D打印设计都可以提供给想要自己打印的制造商。

通过植入芯片改进控制

这个月,imec介绍了一种可植入的、用于直观假肢的薄硅芯片，该芯片是由佛罗里达大学IMPRESS(可植入多模态外围记录和刺激系统)项目的研究人员共同开发的。该团队的目标是为未来的假肢技术创造一个闭环系统。最近在义肢方面的进步使佩戴者能够抓住和操纵物体，但是imec想要更进一步，给佩戴者不同的刺激和感觉。

该芯片的原型是一种超薄芯片，具有兼容、密封和柔性包装。它还包括64个电极(可能为128个)。正是这么多的电极可以刺激和记录。

在芯片上插入一根针，就可以将包裹插入并附着在神经束中。相比之下，目前的技术是包裹神经束，而不是植入神经束。将电极直接插入神经束将增加佩戴者对假肢手或手臂的控制。

“采用了一种新的生物兼容芯片封装技术，基于具有优越扩散阻挡性能的纳米层的叠加，与具有优异力学性能的非常薄的聚合物层交替使用，”Maaike Op de Beeck解释道他是imec项目经理。“最终的结果是一种超薄、可弯曲的电子设备，其厚度相当于人的头发，因此最终适合于微创植入。”

imec的新型超薄(35µm)芯片。图片由imec。

Rizwan Bashirullah是佛罗里达大学电子和计算机工程副教授，也是IMPRESS项目的主任。根据他的说法“这项工作的目标是创造出具有更大通道数量、电极密度和信息稳定性的新型外周神经接口，这主要得益于imec的技术创新。”

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研究人员继续探索修复术的进步，因为它们可以帮助佩beplay体育下载不了戴者恢复自主和正常的感觉。技术的进步确保了假肢能力的持续发展。