在阿富汗赫尔曼德省执行一次例行的侦察任务时，海军陆战队少士詹姆斯·赛德斯伸出右手去抓炸弹。这是这位爆炸物处理技术兵的第五次海外部署，也是第二次前往阿富汗。但这次，2012年7月15日，简易爆炸装置引爆了。赛德斯左眼失明，右臂在肘部以下被截肢。
在沃尔特·里德国家军事医疗中心（Walter Reed National Military Medical Center）进行了漫长的康复后，赛德斯学会了使用假肢手。11个月后，他再次回到医院——这次是为了接受一项可能代表假肢未来的外科手术植入。
赛德斯右臂中的植入式肌电传感器（IMES）可以读取他的肌肉信号，绕过大脑，将潜在的动作转化为实际的动作。IMES系统，正如其开发者所称，可能是首个植入式多通道假肢控制器。赛德斯是美国食品药品监督管理局（FDA）批准的一项研究性器械试验的首位患者。
“我现在有了另一只手，”他说。
受赛德斯这样的退伍军人启发，许多团队正在研发更智能的仿生肢体；你可以在这里了解其中一些。Touch Bionics公司生产一系列仿生手和手指，这些产品对用户肌肉反馈做出反应，但它们是附着在皮肤表面的。DARPA的可靠神经接口技术（RE-NET）项目连接了神经、肌肉和大脑之间的桥梁，让用户仅凭思想就能控制假肢。这是一项有前途的技术，但它需要对患者肢体残端的肌肉进行仔细的神经再支配（重新接神经）。赛德斯接受的植入物更简单，对医生和患者来说可能更容易接受。该项目由阿尔弗雷德·曼恩基金会（Alfred Mann Foundation for Scientific Research）资助。
它利用截肢者手臂上的残余肌肉——这些肌肉原本会控制和指挥手部肌肉的运动——并通过半打电极拾取其信号。这些微小的铂/铱电极，长度约0.66英寸，直径0.1英寸，直接嵌入患者的肌肉中。它们由磁感应供电，因此无需更换电池或插电——这是使其用户友好的一个关键发展，正如IMES系统的首席研究员、沃尔特·里德骨科与康复科前主任保罗·帕斯基纳博士（Dr. Paul Pasquina）所说。
它在不到100毫秒的时间内将肌肉信号转化为手部动作。对赛德斯来说，这是即时的：“我仍然会做我认为是我手在做的事情，”他说。“我张开手，向上向下转动；我弯曲手指，手就合拢。就像我仍然有一只手一样。这很酷。”
在下面的视频中，观看他喝红牛、提起沉重的荷兰锅盖以及将小积木分类到不同的盒子里。
根据帕斯基纳的说法，虽然连接皮肤的智能假肢比身体控制的模拟假肢更先进，但它们有两个主要缺点：运动范围有限以及设备和肌肉之间的皮肤屏障。因为肌电设备是通过皮肤连接的，所以连接不精确，这意味着患者必须学会收缩一套不同的肌肉才能正确激活电极。“你必须重新编程你的大脑，”帕斯基纳说。“我们正在针对那些被编程为能够做事的肌肉。”
更重要的是，外部连接很容易中断——伸手够高，或者弄湿，都可能导致电极脱落，使假肢失效。赛德斯回忆说，有一天他在使用他最初的皮肤连接肌电装置时，汗流浃背。
“我会失去连接，手就会失控，”他说。
也许最重要的是，外部肌电设备无法无缝地进行三维思考。对于像赛德斯这样的患者来说，这意味着将手向上或向下、向左或向右移动。但是当他想移动拇指时，他必须用左手将其拨到正确的位置。他说，现在，该设备就像他自己流畅地移动一样做出反应。“这让日常生活变得容易多了。”
目前，该系统设计支持最多三个同时进行的自由度。未来的系统将包括多达13个运动角度和预设模式，非常类似于Touch Bionics公司的i-Limb肌电手。帕斯基纳说，自然运动一直是DARPA项目以及他自己研究的一个重大挑战。
“我们可以制造出这些手臂，但是用户将如何控制手臂，并将其整合到自己身上？”他说。“这不仅仅是控制手臂，而是控制我的手臂；‘我想控制它，让它感觉像我身体的一部分。’”
未来，传感器可以在创伤发生后立即植入——在截肢后，甚至在患者的伤口缝合之前。帕斯基纳说，进一步的研究将证明它可以在多名患者身上发挥作用。但这还需要FDA监管下几年的测试和试验。
“这不是一项科学实验。这是我们希望以积极的方式影响我们服役人员生活的事情，”他说。
