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有了仿生装置,人人都是“再生侠”

在科幻片里,失去四肢根本不是什么大事,装上假肢照样行动自如,这都是因为强大的仿生学。仿生学是观察、研究和模拟自然界生物各种各样的特殊本领,通过模拟动物的构造、传感系统、计算结构等来构造仿生装置。装上仿生装置的残疾人,如同迎来了身体的重生。

用人脑控制的机械手臂

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美国国防部高级研究计划局研制出的机械手臂无疑是一个传奇。尽管为了完成这项研究,美国不惜耗时数年,斥资上亿美金。虽然花费的确大手笔,但其强大的功能却依然让人们觉得“物超所值”。

这个机械手臂可以用27种不同的动作(包括旋转、弯曲以及延伸)来模仿人类的臂、肘、腕、手等部位的活动,可以算是该领域里最尖端的成就。最令人瞩目的是,美国当局希望在人脑中植入一个芯片来感知和控制神经元的反应,并通过这种方式将指令传输给机械手臂,以此来控制手臂的活动。而这个过程,可以在瞬间完成。

这让我们不禁想起“卢克手臂”。卢克手臂由狄恩-卡门研制,使用脚踏控制系统。尽管这个机械手被认为是卢克手臂的改善结果,但其“思维控制”系统已经远远超越了脚踏控制系统。如果重新构造自身结构,我当然希望能用大脑来自然控制这个像超人一样强大的“再生手臂”。

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卢克手臂

现状:

自二月起,美国食品及药物管理局就在密切追踪这个项目,而且他们有可能控制使研发周期停滞几年。即便是这样,我们依然可以估计,距离真正使用上这个神奇的机械手臂也就只有四五年的时间了。


奥托•博克之手

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五月的时候,一个塞尔维亚男子砍掉了自己的手掌,并用一只仿生的替代。这名男子叫做麦洛,在十年前的一场严重的摩托车事故中,他的手臂受了重伤。几番手术过后,他的右臂大部分功能都得到了恢复,而右手却一直处于瘫痪状态。因此,他选择用仿生手来替代废手。

这个德国奥托•博克公司制作的假肢,也自称是靠自然控制来运动的。不用将神经从手臂连到手掌上,单靠两个安置在他前臂上的传感器,就可以感知到所传递的信号。而接收神经激励信号的过程和人体手臂本身的运动触发机理十分接近。奥托•博克声称它可以完成三个等级的动作:旋转,弯曲和延伸,与此同时还可以抓握和操控手柄。

麦洛并不是第一个尝试去配备奥托•博克之手的志愿者,为他做移植手术的奥地利外科医生奥斯卡,一年前在一个名叫帕特里克的男子身上做了同样的手术,他是因为触电而导致手掌失去功能。帕特里克现在已经可以系鞋带和开瓶子了,而这也成为了他最喜欢的两项活动。

现状:

已在使用中。


范德比尔特的膝-踝协调假肢

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这个由美国范德堡大学研制的膝关节假肢是史上第一个和踝关节假肢组合的假肢。项目耗时七年,由国家科学基金会和国家卫生科学院共同投资完成。它的诞生,在传统的“被动”假肢上做出了一个重大突破。

因为假肢上装有动力装置,使用者在走动时,还是相当于在用自身双腿行走,并非拖着一条无动力驱动的假肢在走动。这样,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、上楼梯等活动变得容易了很多。它所配备的普通传感器阵列和微处理器使得这个特殊的设备可以随时感知到使用者的活动情况并相应的做出及时而合理的调整。

现状:

还没有被普遍使用,当前版本已经进入测试阶段。


其他仿生装置请点击: popsci

The End

发布于2011-08-30, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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木灵

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