人机融合让截肢者告别僵硬“假肢时代”

原文发表于《科技导报》2025年第15期科技新闻-前沿动态

人机融合让截肢者告别僵硬的“假肢时代”

新型仿生假体（图片来源：Science）

截肢后恢复正常运动功能一直是人类医学与工程学面临的巨大挑战。目前市场上的假肢普遍通过预先设定的程序，完成简单的步行动作，却无法实现灵活避障、上下楼梯或快速奔跑等复杂运动。近日，麻省理工学院研究团队开发了一种高度组织融合的仿生膝关节假肢（OMP），让截肢者首次能够以接近真实肢体的方式实现多样化的腿部动作。该成果发表在2025年7月10日的Science。

传统假肢主要通过外部套筒与残肢连接，存在皮肤摩擦、信号干扰等问题。研究团队此次开发的仿生膝关节，直接将金属植入物与残存的骨骼相连接（称为骨整合技术），同时重构截肢残端的肌肉组织，并在肌肉中植入永久电极，构成了一个“机-神经-肌肉”一体化接口。这种设计让假肢与人体之间实现了更精准、更灵敏的信息交换。

正常膝关节运动依靠肌肉间“此消彼长”的协作关系（称为拮抗肌机制）。研究团队巧妙地利用残存的大腿肌肉重新构造了类似于真实膝关节的拮抗肌结构，使得截肢者能够通过肌肉的收缩与舒张，发出更精准的神经控制信号，从而灵活控制假肢动作。

临床试验对象是2名膝上截肢患者。最初研究人员的目标仅仅是恢复膝上截肢患者的行走能力和基本活动能力，但随着试验的推进，他们观察到参与者能够完成更加复杂的动作，例如在不平坦的地形上行走、平稳地从椅子上起身，甚至踢球。即使安装了机械化的关节，但患者们表示“感觉就像我身体的一部分”。

团队指出，尽管仍存在某些局限性，但像OMP这样的生物整合系统可以为患者带来更强的假肢具身感和功能性，因而有望在肢体缺失后的康复、活动性和用户体验方面带来变革性的提升。

（综合Science、参考消息网、科学网）

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