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生物工程机械手的神经系统将触觉gydF4y2Ba

由|gydF4y2Ba佛罗里达大西洋大学gydF4y2Ba

触觉往往是理所当然的。对那些没有肢体或手,失去触觉可以是毁灭性的。在高度复杂的接口复杂移动手指和关节可以模拟几乎所有手运动,他们仍然为用户沮丧的困难和不自然。这很大程度上是因为他们缺乏触觉经验,指导每一个动作。这种空虚的感觉导致有限的使用或放弃这些昂贵的人工设备。为什么不做一个假肢,可以“感觉”环境?gydF4y2Ba

这正是一个跨学科团队的科学家gydF4y2Ba佛罗里达大西洋大学gydF4y2Ba和gydF4y2Ba犹他大学医学院的gydF4y2Ba目标是要做。他们正在开发一种史无前例的生物工程机械手将成长和适应环境。这“活”机器人将有自己的周围神经系统直接连接机器人传感器和致动器。能力的gydF4y2Ba大学的工程和计算机科学gydF4y2Ba领导的多学科小组获得了四年,130万美元的赠款从国家生物医学成像和生物工程研究所的美国国立卫生研究院的一个项目名为“虚拟Neuroprosthesis:恢复自治的人遭受创伤。”gydF4y2Ba

机器人技术,生物工程,行为科学,神经半岛app官网再生,电生理学,微流控设备,和整形手术,研究团队创建一个生活途径从机器人的触觉到用户的大脑来帮助截肢者控制机械手。neuroprosthesis平台将使他们能够探索神经和行为如何共同努力,再生的感觉联系在一个假肢。gydF4y2Ba

这个项目的核心是一个先进的机器人开发的手和手臂gydF4y2Ba生物机半岛app官网器人实验室gydF4y2Ba能力的大学的工程和计算机科学。就像人类的指尖,机械手配备了众多感官受体响应环境的变化。由一个人控制,它能感觉到压力变化,解释它接受的信息和与不同的对象。调整其控制基于对象的重量或脆弱。但是真正的挑战是如何将这些信息发送回大脑使用生活残余神经通路替换那些受损或被毁了创伤。gydF4y2Ba

“当周围神经切断或损坏,它使用丰富的电活动,创建恢复触觉受体本身。我们想检查指尖传感器如何帮助损坏或切断神经再生,”说gydF4y2BaErik EngeberggydF4y2Ba博士,首席研究员,副教授能力gydF4y2Ba海洋和机械工程系gydF4y2Ba和能力的生物机器人实验室主任。半岛app官网”来实现这个目标,我们将直接连接这些活体外神经然后电刺激他们每天与传感器的机器人的手,看看神经生长和再生,而手由limb-absent人。”gydF4y2Ba

在这项研究中,神经元将不会保存在传统的培养皿。相反,他们将被放置在不会引起排斥的微流控室,提供一个培养环境模仿活细胞的基本功能。gydF4y2Ba莎拉·e·杜gydF4y2Ba助理教授,博士,首席研究员能力的海洋和机械工程系和新兴的微流体领域的专家,开发了这些小定制人工与嵌入式micro-electrodes室。研究团队将能够与电脉冲刺激神经元从机器人的手受伤后帮助再生。他们将形态和电测量实时神经组织已经恢复多少。gydF4y2Ba

结合建宁魏gydF4y2Ba博士,首席研究员,副教授gydF4y2Ba生物医学科学gydF4y2Ba能力的gydF4y2Ba查尔斯·e·施密特医学院gydF4y2Ba,神经损伤和再生方面的专家,将准备神经元在体外,观察他们成长,看看他们如何表现,再生后受伤。这个“虚拟”方法会给研究小组多个机会测试和重新测试神经没有任何伤害。gydF4y2Ba

使用脑电图(EEG)检测在脑电活动,gydF4y2BaEmmanuelle TognoligydF4y2Ba博士,首席研究员,助理研究教授能力gydF4y2Ba复杂系统和大脑科学中心gydF4y2Ba在gydF4y2Ba查尔斯·e·施密特理学院gydF4y2Ba电生理学和神经方面的专家,行为,和认知科学,将研究如何从机器人触觉信息传感器传递到大脑来区分场景与成功或失败的功能恢复的触觉。她的目的:了解行为有助于神经再生和神经再生帮助行为。gydF4y2Ba

一旦神经冲动从机器人的触觉传感器已经通过了微流控室,他们是人类用户发送回操纵机器人的手。这是用一个特殊的装置,将来自微流控室的信号转换成控制压力在袖口放在剩下的部分切除的人的手臂。用户会知道他们是压榨对象太难或如果他们失去控制。gydF4y2Ba

Engeberg也是处理gydF4y2Ba道格拉斯·t·哈钦森gydF4y2Ba,医学博士、首席调查员和整形外科学系的教授犹他大学医学院专攻的手,整形外科手术。他们正在开发一组任务和行为神经的性能指标,最终揭示如何促进健康的感觉联系在截肢者和limb-absent人们使用机器设备。研究小组也在寻求与多学科的博士后研究员经验这一突破性的项目工作。gydF4y2Ba

“这美国国立卫生研究院拨款将帮助我们的跨学科团队的科学家解决一个重要的挑战,影响全世界数以百万计的人,”说gydF4y2BaStella BatalamagydF4y2Ba博士,院长和教授能力的工程和计算机科学学院。“通过提供一个更好的理解如何修复神经损伤和创伤我们将能够帮助病人截肢后恢复运动功能。这项研究也有广泛的应用对于那些患有其他形式的创伤如中风和脊髓损伤。”gydF4y2Ba

这个项目的早期阶段支持能力的传感和嵌入式网络系统研究所(gydF4y2Ba我感觉gydF4y2Ba)。研究人员也正在合作我感觉和能力gydF4y2Ba大脑研究所gydF4y2Ba,两个大学的gydF4y2Ba研究支柱gydF4y2Ba,关注制度优势。gydF4y2Ba

对能力的工程和计算机科学学院:gydF4y2Ba
佛罗里达大西洋大学的工程和计算机科学学院致力于提供访问和响应程序的教育和研究全国公认的高质量。校外课程提出了校园,通过远程学习生物工程,土木工程,计算机工程,计算机科学,电子工程、环境工程、测绘学工程,机械工程和海洋工程。更多关于大学的信息,请访问eng.fau.edu。gydF4y2Ba

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