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他才是高技术含量的网红,而且无人敢拷贝

杜思思 2016年04月29日

尽管在绝境之中,有一种情绪叫做“绝望”,但还有一种魄力,叫做“绝地逢生”。

 

不幸每天都在发生,每一副残缺的肢体背后,都隐藏着一个悲惨的故事。万幸的是,有这样一位网红科学家,他创造了一项伟大的技术,使无数不幸的残疾人士能跑、能跳、能攀岩......这天,他来到TED讲台,展示了这个希望征服绝望,美好磨灭悲伤的奇迹。

然而,当你读完这篇文章便会发现,真正使他红遍全球,并令所有人为之动容的东西,却绝不仅仅是这项惊人的技术本身......

Hugh Herr

MIT媒体实验室生物机械组带头人

当笨重麻木的假肢幸会了生动活泼的仿生科技

就诞生了一件:

美丽并附有诗意的设计作品

即便是在这个科技纯熟的时代,鞋子尚且会将我们的脚磨出水泡,那么更不必说将机械连接到肉体了。Hugh面临的第一个问题(也是一直以来都令人头疼的问题)就是:如何将机械最为舒适地连接到肉体?

制动循环装置

为得到佩戴最为舒适的仿生肢体,Hugh与他的MIT实验组决定将人造皮肤作为假肢与肉体间的联结。他们首先建立了一个数学模型,通过制动循环装置来测量伤者肢体的表面形状,并利用诸如核磁共振的成像工具来观察患者的身体。

精确的测量可以最为准确地判断出肢体各组织的位置(如左图所示),进而通过数学转换,得到与患者本身适配度最高的人造皮肤设计模型(如右图所示)。

Hugh称,他们所发现的最佳性是:当身体拘谨僵硬时,人造皮肤是柔软的;当身体柔软时,人造皮肤是僵硬的。于是,他们将智能传感材料植入到人造皮肤中。电压为零时,这块材料顺应柔软;加载电压后, 就变得笔挺坚硬。

利用这个构架,他们最终研制出了成型的仿生肢体,这也是可操纵性最高,且佩戴舒适度最高的假肢了。

接下来,仿生假肢的核心问题:它如何能像真正的肌肉和骨骼一般运动呢?

在MIT实验室,他们研究了人类在正常站立、行走、奔跑时肌肉与骨骼的运动状态,以及脊椎对行为的控制作用。

同时,他们还研发了诸如踝关节,膝盖以及髋关节等各个人体关节。可以看到,在系统的控制下,仿生肢体可以良好的模仿小腿肌肉的运动,完成正常的行为动作。

最后一个问题,也是最有挑战性的一点:仿生肢体如何探测人体的运动意愿?

最令人骄傲的是,这具仿生肢体中含有电极,它可以捕捉到人体肌肉的电脉冲,与生物体实现交流。而能够模仿脊椎反应的芯片,则可以通过捕捉神经信号,追踪你的移动欲望!

你将感觉拥有了真正的肉和骨头,你甚至可以在岩石道路上奔跑了!

这种感觉太棒了!

 

当了解了这项尖端的仿生技术,我们意识到,残疾人士能够依靠该技术恢复运动能力几乎是无悬念的。但我们没有想到的是,这项技术诞生后的第一位试用对象,正是:

1982年,爱好攀岩的Hugh遭遇了登山事故,他的双腿组织被冻伤,因而不得不进行截肢。而Hugh的第一反应是:作为一个人,是永远不可残缺的。相反,残缺的是技术。这个简单而强有力的想法召唤了他去提升科技、去消除人体残疾的行动。

他的目的不仅是行走,更是要重返岩壁攀登的那个纵向的世界。于是他为自己设计了一系列特殊的肢臂,不断改良创新,设计出适用于不同壁面攀爬的假肢。

他很快意识到,自己的双腿可以被随意塑造,这甚至可以使他拥有超于常人的运动能力。

这个想法使他得以跳出造福残障人士的狭义角度,继而创造了能有效保护人体关节的体外骨骼,可适用于任何人群:

(上图中的试用者无任何腿部问题,佩戴体外骨骼后可大大降低代谢值,使行动更加强健有效力。)

作为自己作品的完美鉴定者,他具有独特的视角与感官,并善于将劣势扭转。在TED讲台上他就不失幽默地,甚至有些得意地声称:“我可以变得只有5英尺矮,或像我想要的那样高。当我感觉很糟或是没有安全感的时候,我就加长我的身高......”

 

一切不幸在他的乐观下黯然失色,他卓越的科技能力以及强大的精神力量将他拉回岩壁,同时也正努力将更多人拉回他们的人生舞台,比如Adrianne Haslet-Davis:

Adrianne是一位美丽的职业社交舞者,视舞蹈如生命的她却不幸在波士顿恐怖袭击中丧失了她的左腿。

Hugh回忆称:“见完她后,我开车回家,脑子里就想:我是一个麻省理工学院的教授,我有资源,那就让我们为她研制一条仿生腿,让她能够重返她的舞蹈生涯!”于是,他将电子机械、生物医学等各个领域的专家引入自己的MIT实验室中,为舞者加装了仿生臂,研究他们的动作,并将这些运动数据植入仿生臂中。

“3.5秒的爆炸,将Adrianne拽下了舞台,但200天后,我们将她重新拉了上来!”

美丽的舞姿宣告着这项伟大技术的成功,也绽放着生命的奇迹。毕竟,与绝境共存的,除了一种情绪叫做“绝望”,还有一种魄力,叫做“绝地逢生”。

最后,让我们引用这位奇迹科学家的一句话作为结尾,共同体会这份“绝地逢生”的魄力:

“很清楚:在未来,鞋子不会再将人磨出水泡;本世纪,我们将结束残疾!”

——Hugh Herr(财富中文网)

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