仿生膝盖技术革新:截肢者重获自然步态的突破

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麻省理工学院的研究团队在《科学》杂志上发表了一项突破性研究,开发出一种新型仿生膝盖,显著提升了截肢者的活动能力。该技术不仅使佩戴者行走速度加快,还能更轻松地完成爬楼梯和避障等动作。

这项创新技术的核心在于其独特的整合方式。与传统假肢不同,新型仿生膝盖直接与使用者的肌肉和骨骼相连,通过钛棒植入残肢股骨中,实现了更稳定的机械控制和承重能力。研究团队负责人 Hugh Herr 教授强调:’ 这种与组织整合的假肢,已经超越了传统设备的范畴,成为了人体生理系统的有机组成部分。’

仿生膝盖技术革新:截肢者重获自然步态的突破

技术细节方面,该仿生膝盖配备了先进的传感器系统。植入物中的电线和电极能够实时采集残肢肌肉的活动数据,并将这些信息传输至机器人控制器。控制器随后根据使用者的运动意图,精确计算出所需的扭矩参数。研究团队成员 Tony Shu 表示:’ 这种全方位的协同工作机制,实现了信息与机械接口的完美融合。’

在临床试验中,两名接受骨整合机械神经假肢(OMP)的截肢者表现出显著改善。与使用传统假肢的对照组相比,他们在行走速度、膝盖弯曲角度控制、爬楼梯和避障等方面均有明显提升。更重要的是,使用者普遍反馈这种仿生膝盖更像是身体的一部分,而非外部工具。

Herr 教授指出:’ 即使是最先进的 AI 系统,也无法让使用者完全摆脱 ’ 工具 ’ 的感知。但通过这种组织整合的方式,我们实现了假肢与使用者自我认知的深度融合。’

目前,研究团队正在为更大规模的临床试验做准备,以期在未来五年内获得美国食品和药物管理局的批准。这项技术有望为全球截肢者带来革命性的生活质量改善。

[研究详情见:Lee Fisher, Integrated prostheses restore dynamic movement, _Science_ (2025). DOI: 10.1126/science.adz2507]

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