微信文章來源：康復人創意大賽

在電影《星球大戰》中，天行者盧克精巧的機械手令人羨慕不已。在現實中，能為截肢的傷殘人士裝上一款靈活自如又能夠自由控制的機械手臂，一直是許多科學家和工程師們共同努力的目標。來自美國喬治亞理工大學的研究者們，開發了一款通過超聲來識別肌肉動作的系統，可以讓截肢使用者能夠控制每一根手指，甚至還能用它來彈奏鋼琴。

▲ 電影《星球大戰》中，天行者盧克的機械手

傑森·巴恩斯（Jason Barnes）在五年前的一次工傷事故中失去了右上肢。由喬治亞理工學院(Georgia Tech) 音樂科技中心溫伯格（Weinberg）教授領導的研究小組為Barnes設計了一款特別的假肢，使傑森可以控制假肢的每一根手指。和市場上現有產品不同的是：現有產品都是通過肌肉電信號（EMG）來讓使用者控制假肢，而這種新設備是由超聲波信號來檢測人想要執行的動作。

▲ 喬治亞理工學院(Georgia Tech) Weinberg教授領導的研究小組

喬治亞理工學院音樂技術中心主任溫伯格教授表示：「我們發現EMG感測器不是很精確。雖然EMG可以檢測到肌肉運動，但是信號太嘈雜，以至於無法推斷出使用者想要移動哪根手指。我們試圖通過改進EMG的模式檢測信號，但始終無法讓巴恩斯控制手指。」

「之後我們突然發現了實驗室一角的超聲機，通過最新的肌骨超聲技術，我們可以很清楚地看到肌肉的運動，進而識別出傑森的運動意圖，」溫伯格教授說：「我們突然間感覺茅塞頓開！」

當巴恩斯試圖移動他已被截肢的無名指時，他的肌肉運動方式和移動其他手指是不一樣的，也就是說移動每一根手指都會有其對應的、獨一無二的肌肉運動。

Weinberg教授和他的團隊把每個獨特的運動都注入到演算法當中，這個演算法可以快速地判斷出巴恩斯想要移動的手指。通過超聲波來採集肌肉運動信號並通過機器學習進行模式識別就可以檢測到每個手指運動狀態，以及使用力量的大小。

▲ 巴恩斯正在使用機械手演奏音樂

溫伯格教授在最後說到:「這項技術除了可以彈鋼琴，也可以用於其他精細化運動，比如洗澡、梳頭、喫飯等等。」在未來，也許截肢患者使用假肢會與常人無異，更可能的是和天行者盧克一樣，比原本的肉體更為強大。

想了解更多有關該研究項目的信息，請看以下視頻：

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參考資料：

news.gatech.edu/2017/12

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