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口腔触控板助力瘫痪患者独立操作电脑,实现无手输入技术突破

2025-08-31 11:03:16 无手输入技术,瘫痪患者辅助设备,口腔触控板
这篇文章介绍了Augmental公司开发的口腔触控板——MouthPad,专为瘫痪患者设计,通过口腔内的定制触控板帮助用户实现无需手部操作的电脑控制。MouthPad通过3D扫描和定制制作,结合蓝牙连接和传感器技术,让用户可以使用舌头、头部动作或特殊手势来进行点击、拖拽等操作,极大提升了生活质量与独立性。该技术在学术、编程及游戏等领域已被验证有效,并有望扩展到轮椅、机械臂等辅助设备中,为更多行动障碍人士提供帮助。

这项新型辅助技术使得瘫痪患者能够在不依赖手部的情况下使用计算机、平板电脑和智能手机。由总部位于波士顿的初创公司Augmental开发的MouthPad,通过将舌头和头部动作转化为光标指令,为用户提供了一种替代语音识别系统的方式,后者通常在教室或社交环境中不太实用。该系统已经改变了生活中严重行动障碍患者的日常生活,为他们提供了前所未有的独立性。

MouthPad是一种定制化的矫正器,内嵌了一个压力敏感的触控板,位于口腔的上颚部分。结合运动传感器,它通过蓝牙与个人设备连接,能够让用户通过舌头动作或头部运动来进行滚动、点击和拖动操作。对于舌头控制能力有限的用户,MouthPad还提供了其他输入方式,如夹紧或吸吮动作。Augmental表示,设计利用了舌头的八块肌肉,这些肌肉表达力强且不易疲劳。

其中一位率先使用MouthPad的学生是19岁的Keely Horch,她是马里兰大学巴尔的摩分校的计算机工程和数学专业的新生。Horch在12岁时因中风成为四肢瘫痪,无法再移动双手或双臂。直到最近,她使用技术的机会非常有限,且每次都需要他人的帮助。“我与技术的互动几乎是零,因为任何与计算机或互联网相关的事情我都必须依赖别人来帮助我,”她说。“但现在我可以随时在计算机上做任何事,不需要依赖别人。它真的是改变了我的生活。”

Horch现在通过MouthPad进行编码、写作和上课笔记记录,而语音命令在这些场景中并不适用。“能够晚些时候做作业或玩游戏,给了我一种正常感,”她解释道。“它给了我新的动力,想要掌控自己的生活。”她的母亲认为,MouthPad是一个转折点,恢复了曾被认为不可能的独立性。

该设备的背后是Augmental的联合创始人兼首席执行官Tomás Vega。Vega从小对人机交互产生了兴趣。五岁时,他因口吃问题转向使用键盘和计算机,作为一种没有限制的表达方式。这种早期对辅助技术的体验激发了他对增强人类能力的探索。后来,他在加利福尼亚大学伯克利分校学习工程学,并于2016年加入麻省理工学院媒体实验室,在Pattie Maes的Fluid Interfaces小组工作,尝试通过可穿戴设备来调节睡眠、跟踪情绪并改善信息获取,但最终他集中精力研究脑机接口。

在Neuralink的实习经历改变了他的方向。“脑植入物具有未来帮助人们的巨大潜力,但我看到了许多限制,这促使我放弃现在做这个,”Vega解释道。“其中之一是开发的时间线太长。我这些年来认识了很多需要立刻得到解决方案的朋友。”在麻省理工学院的最后一学期,他创建了一个原型,使用带有传感器的口腔器具——“一个充满传感器的棒棒糖”——并演示了舌头输入可以可靠地替代鼠标。很快,Augmental成立了,Vega与他的长期合作伙伴Corten Singer共同创办了这家公司。

MouthPad每个都是定制制作的。Augmental首先对用户的口腔进行扫描,生成3D模型,并使用牙科级别的材料和嵌入式电子元件来制作矫正器。用户可以通过舌头滑动来导航,或者通过吸吮动作右击,头部跟踪用于光标控制。已经有一些游戏玩家、程序员和学生测试了该设备的日常使用,有的用户每天使用时间可达到9小时。

目前,Augmental正准备扩大该系统的功能。公司计划在明年申请美国食品药品监督管理局(FDA)的认证,届时MouthPad将能够与轮椅和机械臂连接,并通过保险进行报销。团队还在研发下一代版本,旨在响应耳语和微妙的内部语音动作,以支持肺功能受损的用户。

Vega看到了更广泛的应用前景。随着人工智能工具越来越多地嵌入到日常计算中,他认为MouthPad可以为所有人提供一种无障碍的接口,而不仅仅是为残障人士提供服务。“我们希望有一天提供一种始终可用、强大且私密的智能接口,”他说。“我们认为,这是人类创造的最具表现力、可穿戴、免提的输入系统。”