在高交会中国科学院专馆里，与众多被小Q机器人吸引的参观者不同，一位美联社记者的摄像机镜头长时间地停留在多功能肌电人工假肢的展台上。假肢在当今社会已经不是个新鲜事物，而中科院也一直有着假肢科研的光荣传统，上世纪60年代末，中国科学院院士杨嘉墀、中国科学院自动化所胡启恒等科学家就曾为因工重伤的北京礼花厂女职工王世芬制造了利用人体神经信号控制的假肢。满头华发也许证明了这位美联社记者的资深，然而他所关注的这个人工假肢又有何特别之处呢？

 

多功能肌电人工假肢的项目负责人、中科院深圳先进技术研究院生物医学与健康工程研究所研究员李光林在芝加哥康复研究院和美国西北大学任职期间，一直从事多功能肌电人工假肢的研究，同时也是世界上首个仿生机器手臂的开发者之一。李光林回国时，正是汶川地震后不久，震灾导致的大量致残患者给他的刺激不小。他对先进院的领导说，自己的研究方向在未来肯定对这些残疾人有革命性的意义。机器人是中科院各兄弟院所组团参加本届高交会的主题之一，因此先进院医工所把李光林的研究成果带到展会，向社会各界展示。

 

在展台上，志愿者张文涛是这套多功能、直觉控制假肢的主要演示者。这个小伙子此前在一家港资企业工作，在一次事故中，他的右手被车床轧断。小张的断臂处佩戴了传感装置，一个佩戴了假肢的仿真模特接受他的控制。当观众请他做一个个动作的时候，没有见他有什么反应，但模特的假肢却听话地动了起来，他身后的液晶显示屏上也做出了图像反馈，并伴有语音的解释。这也就意味着，小张是在用直觉控制这只假肢，在体外都能如此，一旦根据小张的手臂规格制成适合他佩戴的假肢，他的使用将更加便捷。

 

现在小张佩戴的是一支国产假肢，它只能完成一个动作，并且价值2万多元。“进口的假肢也只能做一两个动作，价格就更高了，要十几万元。”小张说。而他演示的这个多功能肌电假肢，可以完成三组六个动作，将来的成本将控制在5万元以内。

 

“现在市场上供应的假肢面临着两大难题，一是难以实现直觉控制，二是难以实现多功能。”李光林说。通过长期的科研工作，李光林选取了人们常用的手腕内收、外展，手腕双向旋转和手掌握拳、伸展三个自由度的六个动作。用几个置于残肢表面的电极采集人体动作时的神经电信号，经过信号的分析和解码得到截肢者想要执行的动作，实现了假肢的多功能控制。

 

像小张这样的情况还相对简单，因为他的手臂断面在肘关节以下，实现手臂动作功能的肌肉组织基本上是完整的。但是如果是肘关节以上截肢的患者，可用于假肢控制信号源的残留肌肉不多，问题就比较复杂。截肢患者存在“幻肢”现象，也就是他们还有做某些动作的意识，只是因为肌肉组织被切除，无法完成。最近，芝加哥康复研究院成功开发了一种新的神经—机器接口方法：目标肌肉神经分布重建（Targeted Muscle Reinnervation，TMR）。TMR将截肢后残留的肢体神经通过手术连结到特定的“目标”肌肉中，从而重建因截肢所失去的肌电信息源。该技术已经在多功能神经假肢控制中取得了巨大的成功，并得到了国际学术界与临床医学界的极大关注。芝加哥康复研究院的第一位男性和女性整个手臂截肢者先后被世界媒体称之为世界上第一个现实生活中的“仿生男士”（Bionic man）和“仿生女士”（Bionic woman）。李光林直接参加了芝加哥康复研究院“仿生男士”和“仿生女士”研究课题。回国后，他希望能利用TMR技术为我国的广大肢体残疾者开发多功能仿生假肢系统，在我国诞生第一个仿生人。 由于李光林在美国的研究团队主要是为军方服务，解决由于战争造成的伤兵问题。现在他正积极推进该技术的民用化进程，并且致力于将成本控制在5万元之内，这意味着中国的患者有机会最先享受到低成本、高技术的多功能肌电人工假肢带来的便利。

 

《科学时报》 (2010-11-26 B2 技术产业)