世界上第一个适用于所有四肢的机器人是天宫一号。天津大学研制的人工神经康复机器人“沈工一号”是世界上首个适用于全肢体中风康复的纯精神控制人工神经机器人系统。与世界杯上亮相的脑控机械外骨骼相比,“沈工一号”可以真正实现大脑皮层和肌肉活动的同步耦合,实现身体运动、思维和行走的一体化。
脑控机械外骨骼通过被动机械牵引和非肌肉主动收缩激活。然而,沈工1号使用神经肌肉电刺激,模拟神经脉冲的电刺激引起肌肉的主动收缩并驱动骨骼和关节产生自主运动,这与人体自主运动的原理是一致的。这对患者来说意义重大,他们不仅可以在“沈工一号”的帮助下完成相应的动作,还可以加快康复进程。
该系统包括六个部分:无创脑电感知模块、想象动作特征检测模块、运动意图识别模块、指令编码接口模块、刺激信息调理模块和刺激电流输出模块。体验者需要在头上佩戴带有电极的脑电图检测仪,并在患病肢体的肌肉上安装电极。其中,脑机接口可以无创读取脑电信息,不需要在大脑或脊髓中植入芯片就可以更准确地读取人的思想。