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周礼键:首届机器人假肢“奥运会” [分享]

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周礼键 在职认证  发表于 2016-11-22 10:54:22 |显示全部楼层
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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周礼键 在职认证  发表于 2019-9-16 08:21:36 |显示全部楼层
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