很快,人人都能拥有「第三条腿」

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ADO

2021-05-14 20:21:39

1982 年的一个清晨,华盛顿山上狂风呼啸,雪崩欲临。

17 岁的攀岩爱好者 Hugh Herr 伫立山脚,仍坚持攀上这美国东北部最高峰。

他曾被誉为攀登神童,8 岁那年就爬上了海拔 4000m 的加拿大落基山脉,十几岁就无绳自由攀登,但这次,他失败了。

攀至 1500 多米时,山况陡然恶劣,暴雪恍若遮天,视线根本无法触达一米之外,他被困在裸露的冰环里整整三个晚上。被搜救队救下后,Herr 腿部严重冻伤,只能截肢。他的梦想,也和暴雪一样坍塌。

▲1982 年 Hugh Herr 队伍攀登华盛顿山. 图片来自:David Stone

但 Herr 内心一团热火并没熄灭,他随后考入麻省理工学院,花了 20 年研究假肢机器人系统,研制出植入机器智能的「第三条腿」

这套假肢系统,有 24 个传感器、6 个微处理器,前者能感应位置、速度、压力、温度,后者能控制肌肉腱状执行器来移动「人造脚踝」,他也能重新跑步、跳跃、舞动,当然,还有再攀高峰。

Herr 成了世界上第一个「生化」攀岩者。如今,他也是全球仿生义肢的先驱之一。

100 年内,身体残障这一概念将不复存在。

Hugh Herr 戴义肢攀岩

Herr 说道。一切正在进行中,现在,义肢也早已不再是过去的模样了。

而且,它还比 Herr 想象中发展更快。

从前的假木肢,变成了科幻臂

先让时间倒回至公元前 1000 年。那时候,义肢还只是一块木头。

义肢,也被称为假肢,是一种人造装置,用来代替丢失的身体部位或取代肢体的功能障碍。

人们最早是在埃及的木乃伊身上,发现了一截保存完好的木脚趾。它周身的磨损,也证明它的主人曾在生命中使用它很久。

到中世纪,断臂的骑士开始配备钢铁假肢,以使他们能够举起盾牌,握住长矛和长剑征战沙场。

当时,木质和金属义肢仍是常态,直到 1500 年代,功能假肢才开始出现。这时候,义肢装置也有了可调节的安全带、能锁定膝盖的控制装置等。

1696 年,荷兰外科医生 Peter Verduyn 开发出第一款非锁定式膝下修复技术。义肢真正受到重视,还是二战后美国国家科学院大力支持假肢发展。

这时,来自工程、机器人、设计、生理学等多个领域专家纷纷加入,机械假肢和提升人体的假肢开始出现,义肢行业开始百花齐放。

但是那时,人们看到装上义肢的人,依然难掩陌生、同情、尴尬之情。

对于那些因身体战伤而回乡的士兵们来说,义肢象征着一种挫败的状态。大人们会试图转移目光,孩子们则害怕又小心翼翼地忍不住张望。

直到 1990 年代初期,第一个微处理器控制的智能假肢出现,在计算机芯片和传感器的协助下,人们终于慢慢可以正常走路、跑步、上楼、登山,步态姿势也自然多了。

多年过去,义肢不仅因新的塑料和碳纤维等材料而更坚固、轻巧,现代电子技术也开始在义肢中风驰电掣。

全球假肢研究领域的领导者之一 Gummi Olafsson,使用 AI 编程的仿生腿,15 步就能让义肢熟悉自己的步态,能根据身体情况增强关节力量,当他爬楼时,义肢甚至还能感应他疲倦的时间,然后增加强度、保持稳定性。

同时,3D 打印技术让我们能对义肢进行更精准的建模,设计更有意思的功能和外观,现代义肢也因此变得成本更低,越来越亲民。

当然人们最理想的,依然是义肢能变得和原来的身体一样行动。

▲ 义肢「Soleus」

所以,「意念控制」技术来了。

麻省理工学院以及世界上其他许多地方的科学家,都在尝试如何将假肢与人体手臂或腿部的神经连接起来。

曾在伊拉克受伤的前陆军中士 Glen Lehman,在实验中展示了他用机械臂喝酒、抓网球、抓轻巧的布料。

虽然看起来还没那么灵活,但重点在于其中的「定向肌肉神经移植术」(TMR),能让大脑的电信号沿着神经传递,电极读取肌肉中的电信号后,就能激起假肢行动。

以后,在需要高灵活性时,人类可以用意念控制其运动;当需要高鲁棒性(指系统在危机下的生存能力)时,AI 算法就能进行辅助。

从此,义肢不再是粗糙木头,不再是金属钩子,不再是突兀铁棒,它可以是任何新的形式和模样,让我们依照自己的需求,来变成我们心中想要的样子。

▲ 纹身师 JC SHEITAN TENET 将纹身机固定到他的假肢上工作。图片来自:CHRIZ YVAC

尽管因为价格及生产问题,还有很多人无法随心所欲使用自己喜欢的义肢,但好的地方在于,在技术和文化的共同推进下,这一进程正加速演变。

越来越酷的义肢,正在改变每个人

还记得《阿丽塔》里,那个全身都是义体,在暴力残酷的废铁城格斗的女孩吗?

精密的金属世界和野蛮的死亡竞赛中,她远离了人类脆弱的躯壳,凭借着机器智能和生物科技结合的力量,挑战着自然和社会的法则。

▲ 图片来自:《阿丽塔》


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