汶川大地震后，曾有位科技大學(xué)的學(xué)生表示他們已設(shè)計制造出機械手，可以捐贈給在大地震中右手被砸斷的四川北川中學(xué)高三學(xué)生趙春林。當(dāng)時有報道稱，這只機械手樣品曾在當(dāng)年湖北省和全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽中分獲得過一等獎和三等獎。經(jīng)過不斷地改進(jìn)，目前這只機械手除能夾取物品外，還可實現(xiàn)寫字、操作鼠標(biāo)等功能。
高科技的人體仿生機械臂越來越接近普通人的生活。今年海外也有多起報道稱仿生機械臂取得突破性進(jìn)展。塞爾維亞一名因車禍傷及手臂的男子，今年5月時，甚至主動砍掉那只傷殘的手臂，接受手術(shù)后,換上了一只仿生機械臂。
人體仿生機械的出現(xiàn)，給多少不幸的人們帶來重生的希望。
研究進(jìn)展
“靶向肌肉重新支配神經(jīng)”是重大突破
很多人在軍隊中或在其他事故中受傷被迫截肢，多年來，科學(xué)家一直在尋求新方法和新技術(shù)，幫助殘障人士通過義肢來補償他們失去或者殘疾了的四肢?？萍嫉牟粩噙M(jìn)步也催化了義肢技術(shù)的發(fā)展。
科學(xué)家的研究一度停頓在如何令義肢靈活地完成復(fù)雜動作的問題上。多年的探索中，他們想過無數(shù)辦法，包括設(shè)計更加柔韌和敏感的皮膚和手臂、在義肢中植入無線電設(shè)備等?？茖W(xué)家也曾將傳感器植入兩只猴子的大腦，使其能夠控制一個機械手臂，還使一個殘疾人能夠借助意念在計算機屏幕上移動光標(biāo)……其中一些方法由于沒有獲得管理部門的支持，最后竟不了了之。
直到一種名叫“靶向肌肉重新支配神經(jīng)”的新技術(shù)被發(fā)明及證實，研究成果發(fā)表于2009年2月10日出版的《美國醫(yī)學(xué)會雜志》網(wǎng)絡(luò)版。該技術(shù)聲稱可以操縱10種手臂、手腕和肘部的動作，允許接受手術(shù)者通過使用接通電源的神經(jīng)和大腦，來比以往更加自由地移動仿生手臂。
科學(xué)家將截肢者在手術(shù)后保存下來的神經(jīng)，同身體內(nèi)的另一組完好的肌肉（通常是胸部肌肉）連接在一起，然后在這組完好的肌肉上放置電極，當(dāng)患者想移動手臂時，大腦發(fā)送信號，這些信號先使胸部肌肉收縮，然后發(fā)送電子信號給仿生手臂，指導(dǎo)手臂移動。這個過程同健康人一樣，只需要有自覺的意識就可以。
這項通過靶向肌肉重新支配神經(jīng)的技術(shù)，是由醫(yī)療手術(shù)和當(dāng)前相應(yīng)科技的設(shè)備合作完成的，并不需要得相關(guān)管理部門的支持即可進(jìn)行運用。但它的局限性在于：并非每個病人都能自如地控制自己的肌肉神經(jīng)；價格比較昂貴；需要花費數(shù)月來等待接通電線的布線神經(jīng)生長，并且需要漫長訓(xùn)練才能變得高效等。
不管怎樣，“靶向肌肉重新支配神經(jīng)”手術(shù)仍然是目前最先進(jìn)的技術(shù)，它允許神經(jīng)系統(tǒng)直接控制義肢的運動。
實際應(yīng)用
被廣泛使用仍是漫長過程
芝加哥康復(fù)研究所人工義肢神經(jīng)工程設(shè)計中心主任托德·庫伊肯，是該技術(shù)的探路先鋒，他早在2001年已開始領(lǐng)隊進(jìn)行人體仿生機械的實驗。目前，在美國、加拿大和歐洲，已經(jīng)有30個人進(jìn)行了該實驗，包括8個士兵。
庫伊肯認(rèn)為，這項技術(shù)被廣泛使用仍需要漫長過程。首先這種仿生機械臂由使用者的肌肉與神經(jīng)控制，使用者需要時間去適應(yīng)。比如一位名叫丹尼爾的飛機駕駛員，他于2008年進(jìn)行換肢手術(shù)，三年過去了，他的左手義肢雖然已能夠自然而迅速地作出反應(yīng)，但他自認(rèn)為“神經(jīng)生長好，就能夠捕捉到信號，但整個適應(yīng)過程仍需要很長時間”。
價格昂貴也是這一技術(shù)難以廣泛使用的原因之一。目前最受關(guān)注的觸摸仿生公司最新研制的“領(lǐng)先手指”，雖然只能替換個別手指，不能替換整個手掌，但它的安裝費已高達(dá)5.7萬至7.3萬美元。人們還無法在商店里買到，只能根據(jù)每個用戶的特殊需求特別定制。
政府相關(guān)機構(gòu)的干預(yù)也令這項技術(shù)投入普遍使用遇到阻滯。美國國防部高級研究計劃局斥資上億美金，研制出的一種機械手臂，它可模擬手臂、肘部、手腕和手掌27種不同的自然運動，其中包括：旋轉(zhuǎn)、彎曲和伸展。目前該技術(shù)已進(jìn)入實驗將一個芯片植入人腦，以此來感知和控制神經(jīng)元的反應(yīng)，并迅速將指令傳輸給機械手臂，讓手臂瞬間完成指定動作。但有報道稱，美國食品及藥物管理局等機構(gòu)正在密切追蹤這個項目，不過他們有可能出于某些原因控制該研發(fā)周期暫時停滯幾年。有人初步估計，人們真正使用到這個產(chǎn)品的時間，最快也要四五年后。 (責(zé)任編輯：鑫報)
