...人人都是「再生俠」-仿生,裝置,假肢,人腦控制,機械,手臂...

2020-12-05 快科技

在科幻片裡，失去四肢根本不是什麼大事，裝上假肢照樣行動自如，這都是因為強大的仿生學。仿生學是觀察、研究和模擬自然界生物各種各樣的特殊本領，通過模擬動物的構造、傳感系統、計算結構等來構造仿生裝置。裝上仿生裝置的殘疾人，如同迎來了身體的重生。

用人腦控制的機械手臂

美國國防部高級研究計劃局研製出的機械手臂無疑是一個傳奇。儘管為了完成這項研究，美國不惜耗時數年，斥資上億美金。雖然花費的確大手筆，但其強大的功能卻依然讓人們覺得「物超所值」。

這個機械手臂可以用27種不同的動作（包括旋轉、彎曲以及延伸）來模仿人類的臂、肘、腕、手等部位的活動，可以算是該領域裡最尖端的成就。最令人矚目的是，美國當局希望在人腦中植入一個晶片來感知和控制神經元的反應，並通過這種方式將指令傳輸給機械手臂，以此來控制手臂的活動。而這個過程，可以在瞬間完成。

這讓我們不禁想起「盧克手臂」。盧克手臂由狄恩-卡門研製，使用腳踏控制系統。儘管這個機械手被認為是盧克手臂的改善結果，但其「思維控制」系統已經遠遠超越了腳踏控制系統。如果重新構造自身結構，我當然希望能用大腦來自然控制這個像超人一樣強大的「再生手臂」。


盧克手臂

現狀：自二月起，美國食品及藥物管理局就在密切追蹤這個項目，而且他們有可能控制使研發周期停滯幾年。即便是這樣，我們依然可以估計，距離真正使用上這個神奇的機械手臂也就只有四五年的時間了。

奧託•博克之手

五月的時候，一個塞爾維亞男子砍掉了自己的手掌，並用一隻仿生的替代。這名男子叫做麥洛，在十年前的一場嚴重的摩託車事故中，他的手臂受了重傷。幾番手術過後，他的右臂大部分功能都得到了恢復，而右手卻一直處於癱瘓狀態。因此，他選擇用仿生手來替代廢手。

這個德國奧託•博克公司製作的假肢，也自稱是靠自然控制來運動的。不用將神經從手臂連到手掌上，單靠兩個安置在他前臂上的傳感器，就可以感知到所傳遞的信號。而接收神經激勵信號的過程和人體手臂本身的運動觸發機理十分接近。奧託•博克聲稱它可以完成三個等級的動作：旋轉，彎曲和延伸，與此同時還可以抓握和操控手柄。

麥洛並不是第一個嘗試去配備奧託•博克之手的志願者，為他做移植手術的奧地利外科醫生奧斯卡，一年前在一個名叫派屈克的男子身上做了同樣的手術，他是因為觸電而導致手掌失去功能。派屈克現在已經可以繫鞋帶和開瓶子了，而這也成為了他最喜歡的兩項活動。
 
現狀：已在使用中。

範德比爾特的膝-踝協調假肢

這個由美國範德堡大學研製的膝關節假肢是史上第一個和踝關節假肢組合的假肢。項目耗時七年，由國家科學基金會和國家衛生科學院共同投資完成。它的誕生，在傳統的「被動」假肢上做出了一個重大突破。

因為假肢上裝有動力裝置，使用者在走動時，還是相當於在用自身雙腿行走，並非拖著一條無動力驅動的假肢在走動。這樣，它就能比一般的假肢少消耗使用者30%到40%的能量，而且上坡、上樓梯等活動變得容易了很多。它所配備的普通傳感器陣列和微處理器使得這個特殊的設備可以隨時感知到使用者的活動情況並相應的做出及時而合理的調整。

現狀：還沒有被普遍使用，當前版本已經進入測試階段。(文/果殼網)


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