脑波控制的机械手臂：19岁少…

这个高颜值与智慧并存的帅小伙，

成功研发出可用大脑“意念”控制的机械手臂。

不仅被媒体誉为下一个乔布斯或比尔·盖茨

还斩获了国际科学工程大赛的二等奖

而这一切的初衷，

竟是为了一个7岁的小女孩。

由于从小对变形金刚的痴迷，

Easton觉得拥有机器人的手臂，

是一件很酷的事，

于是14岁的他用乐高积木、钓鱼线

和五个独立控制的服务器

建造了一个机器人手臂。

老师看到他的“杰作”后惊讶不已，马上将其推荐到了科罗拉多的科技博览会，

正是在博览会上，他遇到了生来没有手臂的7岁女孩珍妮，并从其父母口中得知：这套植入珍妮脊髓的义肢花费了8万美金。

整个家庭为此不堪重负，

而随着珍妮的长大，

势必还要花费几十万美元来更换义肢。

虽然Easton获得了博览会三等奖，

但他完全无法开心起来，

“那是我第一次觉得：

我可以做点什么来改变别人的生活。”

“也许我可以把我的发明变成一个假肢手臂，

来帮助像珍妮一样的人们。”

从此这个14岁的少年，

便一头扎进了自家的车库里。

对设计、电子和编程，

几乎一无所知的他，

开始了一边学习，

一边设计试错的艰苦过程。

“5年的时间里，

我做了无数次的试验，

经历了各种失败和错误。”

从机械臂的三维设计

到微控制器与微处理器

与电机信号的的转换。

乃至根据众多残疾者的反馈，

而优化的程序编写。

这一项项的世界级难题，一度让这个少年濒临崩溃。

    项目最大的难题就是脑电波控制，它要求直接从病人大脑收集信号，但是难度太高。首先，大脑控制的地方太多，很难分清楚哪些信号是我们想要的；

  其次，理论上收集信号时，传感器离大脑越近效果就越好，但同时伤害到大脑的概率也会增大；

  最后，目前虽然有一些收集大脑信号的传感器，但是有很多生物相容性、耐久度的问题没有解决。

  他一次次的尝试，一次次的失败，在没有任何头绪的时候，也试过去拜访专家。但他们都觉得他的项目太天马行空、不可行，尤其是脑波控制根本不可能实现。

  专家的一句句不可能，激发了少年的决心与斗志，他从成堆的书籍里开始学习专业知识，并一点点在他的“车库实验室”里做验证。

  受一款简易游戏的启发（这款游戏让玩家用意念控制一个球），他发现了球的不同运动方式与脑电波之间的特定联系，他机智地将这种方式用到了机械臂中。

博主注——就是2012年曾经轰动一时的意念控制球游戏 Mindflex Duel Game，到今天amazon还有卖  

    之后的3个月，依靠这一点，结合自学来的机械臂的3D设计、自动控制装置与微处理器、电机信号等知识，机械手臂终于成型，它完全实现用意志控制的功能。

    这仅仅是一个开始。

  之后Easton重新设计了新的模型，并得到了当地一家知名工厂的技术支持。他们为他专门制作机械臂的塑料骨架。

  第二代机械手臂由3D打印的零件、牙科橡皮圈模仿的肌腱、彩色尼龙包胶线圈做成的韧带、任天堂遥感手套、还有操纵手臂动作的脑波控制耳机所构成。肌肉的动力来源则是可变电阻和直流马达组成的自制伺服机。

  除了齿轮、马达和螺丝，机械臂所有零件全部使用3D打印，机械臂的成本降到500美元，这一价格每个家庭大都能承受得起。

    机械臂显然要比之前的完美了许多，特别是在手掌部分有了很大的提升。新的机械手有和人类相类似的指关节，每一节手指都能够弯曲。安装在手腕内部的小电机能够通过类似鱼线的钢丝牵引手指进行活动。

    而且3D打印材质的机械臂轻巧耐用，

即便是使用电钻和扔球，

这样高难度的动作，

也能轻易完成。

而19岁的Easton也因为

这项惊为天人的发明，

不仅在白宫受到奥巴马的亲自接见。

还被NASA邀去一起开发项目工程（他的TEDx演讲说“目前在NASA工作”）

当初那些否定他的专家，

如今纷纷向他请教发明。

如今这位少年发明家，并没有将这一革命性的发明据为己有，他已在网上公开了程序代码，这意味着任何人都能通过网络下载，而将机械臂通过3D打印机打印出来。

“我只希望人们通过3D打印机，

就能够将其复制出来，

甚至稍加修改就能将其用于新的应用，

这样的情景想想就让人激动。”

博主注1：今天才发现2014年的旧闻《意念控制机械手臂，中国人做到了》

中国首次成功在脑中植入电极用意念控制机械手臂

2014年08月25日 20:37　来源：中国新闻网

摘要：2年前，浙江大学成功提取并破译了猴子大脑关于抓、勾、握、捏四种手势的神经信号，使得一只名为“建辉”的猴子如同《阿凡达》中的钢铁战士一样，通过“意 念”控制一只机械手进行不同的动作。2年后，在此研究成功基础上，中国首次用病人颅内植入电极意念控制机械手，并成功完成高难度的肢体运动——“石头、剪 刀、布”这一猜拳动作。这一研究，使得脑机接口技术的临床应用向前迈进了一大步，已基本达到世界最高层次。

 病患利用意念控制机械手。　邵思翊　摄

    中新网杭州8月25日电 (见习记者 邵思翊)2年前，浙江大学成功提取并破译了猴子大脑关于抓、勾、握、捏四种手势的神经信号，使得一只名为“建辉”的猴子如同《阿凡达》中的钢铁战士一样，通过“意念”控制一只机械手进行不同的动作。2年后，在此研究成功基础上，中国首次用病人颅内植入电极意念控制机械手，并成功完成高难度的肢体运动--“石头、剪刀、布”这一猜拳动作。这一研究，使得脑机接口技术的临床应用向前迈进了一大步，已基本达到世界最高层次。

 脑机接口示例图。　院方提供

　　25日，在浙江杭州的浙江大学医学院附属第二医院里，浙大求是高等研究院教授郑筱祥通报了中国该领域的最新成果。她介绍，研究脑机接口的目的是希望通过脑机接口这一新技术，实现人脑对外部机械的有效控制，一定程度上解决临床上因中风、渐冻人、脑卒中后肢体瘫痪等其他肢体运动功能障碍患者。

　　脑卒中是目前全球第二大致死疾病，每年死亡病例达620万，其中约有170万患者出现卒中相关性严重并发症，导致残疾，而肢体瘫痪是主要残疾症状。通过该项研究可实施运动功能重建，从而改善病人生活质量。

　　浙二医院神经外科主任张建民介绍，此次参与临床试验的小刘患有复杂性难治性癫痫，需要行颅内埋藏电极来进一步分析皮层脑电。通过开颅电极埋藏手术，小刘大脑表面的运动感觉区被植入了一块长4厘米、宽8厘米的电极。

　　电极可持续监测其脑电活动。通过小刘十多次“石头、剪刀、布”的动作，科研人员建立相关模型，“解密”的脑电信号再“指挥”机械手，控制其手指活动，目前吻合的准确度达到80%左右。此外，通过对小刘的脑波进行判断，机械手还能与其玩“石头，剪刀，布”的游戏。

　　记者了解到，上世纪九十年代中期以来，面向运动的脑机接口经历了迅速的发展。二十一世纪以来，国际顶尖实验室先后实现了大鼠意念压杆、猴子意念取食及人脑电控机械手抓取巧克力等。发达国家纷纷投入巨资启动脑计划研究，其中脑机接口技术作其中重要一项。

　　在全球范围内，目前国际上脑机接口技术在人脑中的应用已可以较好地实现意念控制下对某一具体物件(如纸杯、球)的成功抓握，即这种控制精确到手指动作的水平。

　　“目前国际上通过“意念”控制外部设备还有很漫长的路要走，但这一技术的发展前景让人向往。一旦相关技术成熟之后，在可预见的未来，该领域的研究将会扩展到日常生活的各个方面，甚至可以增强和扩展正常人的生理机能。”郑筱祥如是说。

http://v.youku.com/v_show/id_XNzYxOTY1NTE2.html

意念控制机械假肢已实现控制个别“手指”移动

2016-03-03   cnBeta.COM

据外媒报道，约翰霍普金斯大学研究人员研发的意念控制机械假肢目前取得了重大突破。研究人员通过在一名年轻癫痫患者脑部植入了一个可以控制假肢的128传感器电极阵列，通过映射控制每个手指动作的脑区，第一次实现了通过脑部来控制机械假肢的单根“手指”。

实验过程中，研究人员要求患者移动自己的手指，来观察手指运动过程中，大脑哪些区域被“点亮”。他们根据动作信号和触觉信号等数据对机械假肢进行编程，并将电极连接到患者脑部，要求患者用“思考”的方式来移动机械假肢的手指。

    约翰霍普金斯大学医学院教授兼这项研究的主要作者Nathan Crone表示：“我们相信这是首次一个人在没有经过训练的情况下通过意念控制的机械假肢迅速实现个别手指的移动。这项技术不但促使机械假肢的单根手指移动，同时还能抓起类似网球的小物件。”

观看——鄙视SINA不允许贴别人的视频

博主注2——Easton LaChappelle在2013年7月的TEDx演讲 《 3D Printing in Animatronics》   http://www.tedxmilehigh.com/speakers/easton-lachappelle/