仿生手臂「机器学习」 断肢音乐家重弹钢琴

仿生手臂结合科技有突破性的发展！美国研究人员运用超音波技术，捕捉断肢者想要移动手指时的肌肉运动，再结合机器学习，推断下一步可能的动作，包括如何移动手指以及使用多大的力量。美国一名遭到截肢的音乐家因此可以自由运用义肢弹钢琴；另外针对行动不便者，瑞士研究团队也研发出一款穿戴式的「外骨骼」，号称只需要运用脑波，就可以让使用者再次获得行动能力。

手握拳舒张，未来行动不便者，或许能借由「外骨骼」再次获得行动能力！瑞士洛桑联邦理工学院，研发出这款能以脑波控制外骨骼的装置，使用者只需要透过意念就能够操控。

洛桑联邦理工学院研究人员米兰指出，这款外骨骼装置，不仅能促使与自然手部相同的动作，同时也诱发了大脑活动，这类似于健康的人操控手部一样。

研究人员发现，操控外骨骼装置，与操控健全手臂时的脑波十分相似！他们把外骨骼固定在手指上方，里面的金属缆线可以代替肌腱施力，另外一端接在胸口装有马达的控制盒里，再与侦测脑波的脑电图（EEG）头套连结。

洛桑联邦理工学院研究人员兰达佐表示，这个装置是以人造肌腱作为基础，驱动机放在手背，所以手掌是空的，拿东西或使用物品时仍保有感觉。

外骨骼装置可以视使用者本身的身体能力进行调整，如果是严重瘫痪的人，也能改用语音控制或眼动操控，尽管还在研发阶段，但是对中风、或是行动不便人士来说可是一大福音！另外针对不幸被截肢的人，仿生手臂结合科技，也有突破性的发展。

他是热爱音乐、28岁的巴恩斯，在2012年因为一场意外失去了右手，不得不放弃演奏乐器，如今5年过去，他再度重获弹钢琴的能力！

巴恩斯作梦也没想到，能再次以右手独奏贝多芬经典曲目《快乐颂》。

美国音乐家巴恩斯说，自从我换上这只新手臂，能用我的5根手指弹琴，非常令人兴奋，这是前所未有的！

他使用仿生手臂手指、精准敲击琴键，尽管还有没办法非常灵活的动作，但是相较于现有义肢已经是一大跃进。

美国音乐家巴恩斯指出，这与一般义肢完全不同，它更直观！市面上很多其他的义肢只有一定的抓握方式，新义肢能让我握住任何想握住的东西，非常快速，不用切换模式或是按压按钮。

市面上大多数可动的仿生义肢，通常是由连结到肌肉上的肌电图（EMG）感应器所控制，靠著按压按钮能切换模式，做出类似握拳等动作。然而美国格鲁吉亚理工学院专家认为，肌电图讯号不够准确，导致无法判断每根手指头移动的差异。

格鲁吉亚理工学院研究人员温格柏表示，不同的手指会使肌肉往不同的方向移动，有的时候往左，有的时候往右，有的时候快或是比较慢，我们可以利用机器学习，就是借由侦测所有的模式，去预测断肢者想要如何移动手指，而这没办法使用有太多杂讯的肌电图。

研究团队利用超音波，捕捉使用者想要移动不同手指时，断肢处产生的肌肉运动，再结合机器学习技术，推断出下一步可能的动作。

包括如何移动手指、以及使用多大的力量，手指头「根根分明」的概念启发，来自星际大战中「天行者路克」的超仿真机械手臂，现在巴恩斯也能用这款新义肢，弹一段星际大战主题曲。

接下来研究团队计画打造体积更小、更适合穿戴的版本，并且强化超音波感测器的功率，一步步朝著商业化的目标迈进，他们宣称这项应用的范围很广，甚至可以预见动一下手指，就能操控机器人的未来。

格鲁吉亚理工学院研究人员温格柏说，对断肢者来说，这不仅可以弹钢琴，未来还能用这款仿生手臂，做精细的运动控制，像是洗澡、梳妆，以及所有他们需要做的事，这是普通粗糙义肢无法做到的。

研究团队也替巴恩斯制作了一款能拿鼓棒的机械手臂，让他能随心所欲演奏乐器，也代表著梦想不会随著身体障碍而消失。