周礼键：首届机器人假肢“奥运会”

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周礼键：首届机器人假肢“奥运会”

即将开幕的首届神经机械假肢奥运会Cybathlon，并非高科技版的残奥会，而是展示创新辅助科技如何帮助残疾人克服日常生活挑战。

周礼键：首届机器人假肢“奥运会”



奥运会上，在绝对冷静的头脑控制下的经过完美训练的身体，践行着奥运会的格言：“更快，更高，更强”(citius, altius, fortius)。奥运会选手展示出的极高的身体素质，或许会让窝在沙发里的观众们惊叹，这些人会不会是某种外星超级物种？
这种想法并不恰当：一个机能运作正常的普通人的身体，本身就是一件工程学杰作；当出现问题的时候，这个事实会变得再明显不过。跷着腿坐在沙发上、喝茶吃饼干的观众，在不经意间完成了动作控制和协调的壮举，这是当前的机器人技术几乎不可能复制的。开发假肢的科学家们难以制作出和人类四肢一样灵活有用的假肢。10月将在苏黎世举行的一场另类的奥运会式活动，正是面对这个挑战。
被称为首届半机械人(cy-borg)奥运会的Cybathlon，并不是对残奥会的模仿：这场表演的明星将是展出的尖端辅助科技，而不是与它们连接的残疾人士。比如，参加自行车赛事的选手将通过电刺激肌肉来踩踏板。相比之下，残奥会运动员只使用市售设备，借助自身的肌肉动力来投入比赛。
在Cybathlon上，来自25个国家的逾80个研究团队将在苏黎世冰球馆一决高下。这不是通常意义上的运动赛事。动力臂膀假肢赛的参赛者不会摇摇晃晃地尝试投掷铅球，而是会做一顿饭，把洗好的衣物挂在一根线绳上。那些动力腿部假肢赛的人将走台阶、不平的地面和门廊。


据《自然》(Nature)杂志报道，最不同寻常的比赛也许是脑机接口比赛：15名参赛者将试图利用他们的头脑（或者更确切地说是他们的大脑活动）来移动屏幕上的小人。要完成屏幕上的障碍赛，参赛者需要操控小人完成3种不同的动作——加速、跳跃和滚动，每一种都需要特定的大脑活动模式。
类似的技术最终可能让瘫痪人士仅依靠大脑活动来导引自己的轮椅。今年早些时候，美国的研究者展示，植入脑部装置的猴子能够以这种方式控制轮椅。
Cybathlon的构思者是瑞士联邦理工学院苏黎世分校(Swiss Federal Institute of Technology in Zurich)生物医学工程师罗伯特•里纳(Robert Riener)教授，他想让人们意识到，尽管实验室中存在能够改变人生的科技，但这些科技并没有造福于那些需要的人们。
他考虑过组织一些高难度活动，比如利用假肢爬山，但在意识到对假肢使用者而言最具挑战的其实是日常活动后，他改变了主意。比如，模仿人类手指不可思议的力量和灵活性（既可以捏扁一个罐子，也能够在不捏碎鸡蛋的情况下握住它），数十年来一直是生物医学工程师的梦想。然而，很多假手基本上仍然由钩子和电缆构成。
一家有望取得成功的公司是Open Bionics。这是一家通过众筹成立的初创企业，使用3D打印技术制造相对廉价、先进、能够握住鸡蛋的人工假手。该公司正以电影为灵感来源——如《钢铁侠》(Iron Man)的手——设计面向儿童的假肢。
Cybathlon所做的正是科技竞赛理应做的事情：在吸引大型团队的同时，发掘名不见经传的较小型团队。一个参赛团队研发的廉价3D打印动力外骨骼在关节处采用雨刷用马达，已经引起人们的热议。比赛还鼓励工程师把不那么完美的发明从实验室里拿出来，推向现实世界。仅在美国就有近200万截肢人士，世界各地还有数百万更多的人因为癌症、糖尿病、创伤和战争失去了一部分肢体。他们想要的是进展，而不是完美。

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关于我的简历中的“软件工程”和“本科（统招全日制毕业）”的专业和学历的说法的声明：
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周礼键博士/周礼键科学家/周礼键专家/周礼键董事会主席结束问题。