他才是高技術(shù)含量的網(wǎng)紅,而且無人敢拷貝
不幸每天都在發(fā)生,每一副殘缺的肢體背后,都隱藏著一個(gè)悲慘的故事。萬幸的是,有這樣一位網(wǎng)紅科學(xué)家,他創(chuàng)造了一項(xiàng)偉大的技術(shù),使無數(shù)不幸的殘疾人士能跑、能跳、能攀巖......這天,他來到TED講臺,展示了這個(gè)希望征服絕望,美好磨滅悲傷的奇跡。
然而,當(dāng)你讀完這篇文章便會發(fā)現(xiàn),真正使他紅遍全球,并令所有人為之動(dòng)容的東西,卻絕不僅僅是這項(xiàng)驚人的技術(shù)本身......
奇
跡
的
締
造
者
▼
Hugh Herr
MIT媒體實(shí)驗(yàn)室生物機(jī)械組帶頭人
當(dāng)笨重麻木的假肢幸會了生動(dòng)活潑的仿生科技
就誕生了一件:
“美麗并附有詩意的設(shè)計(jì)作品”
▼
即便是在這個(gè)科技純熟的時(shí)代,鞋子尚且會將我們的腳磨出水泡,那么更不必說將機(jī)械連接到肉體了。Hugh面臨的第一個(gè)問題(也是一直以來都令人頭疼的問題)就是:如何將機(jī)械最為舒適地連接到肉體?
制動(dòng)循環(huán)裝置
為得到佩戴最為舒適的仿生肢體,Hugh與他的MIT實(shí)驗(yàn)組決定將人造皮膚作為假肢與肉體間的聯(lián)結(jié)。他們首先建立了一個(gè)數(shù)學(xué)模型,通過制動(dòng)循環(huán)裝置來測量傷者肢體的表面形狀,并利用諸如核磁共振的成像工具來觀察患者的身體。
精確的測量可以最為準(zhǔn)確地判斷出肢體各組織的位置(如左圖所示),進(jìn)而通過數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換,得到與患者本身適配度最高的人造皮膚設(shè)計(jì)模型(如右圖所示)。
Hugh稱,他們所發(fā)現(xiàn)的最佳性是:當(dāng)身體拘謹(jǐn)僵硬時(shí),人造皮膚是柔軟的;當(dāng)身體柔軟時(shí),人造皮膚是僵硬的。于是,他們將智能傳感材料植入到人造皮膚中。電壓為零時(shí),這塊材料順應(yīng)柔軟;加載電壓后, 就變得筆挺堅(jiān)硬。
利用這個(gè)構(gòu)架,他們最終研制出了成型的仿生肢體,這也是可操縱性最高,且佩戴舒適度最高的假肢了。
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接下來,仿生假肢的核心問題:它如何能像真正的肌肉和骨骼一般運(yùn)動(dòng)呢?
在MIT實(shí)驗(yàn)室,他們研究了人類在正常站立、行走、奔跑時(shí)肌肉與骨骼的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),以及脊椎對行為的控制作用。
同時(shí),他們還研發(fā)了諸如踝關(guān)節(jié),膝蓋以及髖關(guān)節(jié)等各個(gè)人體關(guān)節(jié)。可以看到,在系統(tǒng)的控制下,仿生肢體可以良好的模仿小腿肌肉的運(yùn)動(dòng),完成正常的行為動(dòng)作。
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最后一個(gè)問題,也是最有挑戰(zhàn)性的一點(diǎn):仿生肢體如何探測人體的運(yùn)動(dòng)意愿?
最令人驕傲的是,這具仿生肢體中含有電極,它可以捕捉到人體肌肉的電脈沖,與生物體實(shí)現(xiàn)交流。而能夠模仿脊椎反應(yīng)的芯片,則可以通過捕捉神經(jīng)信號,追蹤你的移動(dòng)欲望!
你將感覺擁有了真正的肉和骨頭,你甚至可以在巖石道路上奔跑了!
這種感覺太棒了!
?
當(dāng)了解了這項(xiàng)尖端的仿生技術(shù),我們意識到,殘疾人士能夠依靠該技術(shù)恢復(fù)運(yùn)動(dòng)能力幾乎是無懸念的。但我們沒有想到的是,這項(xiàng)技術(shù)誕生后的第一位試用對象,正是:
他
本
人
▼
1982年,愛好攀巖的Hugh遭遇了登山事故,他的雙腿組織被凍傷,因而不得不進(jìn)行截肢。而Hugh的第一反應(yīng)是:作為一個(gè)人,是永遠(yuǎn)不可殘缺的。相反,殘缺的是技術(shù)。這個(gè)簡單而強(qiáng)有力的想法召喚了他去提升科技、去消除人體殘疾的行動(dòng)。
他的目的不僅是行走,更是要重返巖壁攀登的那個(gè)縱向的世界。于是他為自己設(shè)計(jì)了一系列特殊的肢臂,不斷改良創(chuàng)新,設(shè)計(jì)出適用于不同壁面攀爬的假肢。
他很快意識到,自己的雙腿可以被隨意塑造,這甚至可以使他擁有超于常人的運(yùn)動(dòng)能力。
這個(gè)想法使他得以跳出造福殘障人士的狹義角度,繼而創(chuàng)造了能有效保護(hù)人體關(guān)節(jié)的體外骨骼,可適用于任何人群:
(上圖中的試用者無任何腿部問題,佩戴體外骨骼后可大大降低代謝值,使行動(dòng)更加強(qiáng)健有效力。)
作為自己作品的完美鑒定者,他具有獨(dú)特的視角與感官,并善于將劣勢扭轉(zhuǎn)。在TED講臺上他就不失幽默地,甚至有些得意地聲稱:“我可以變得只有5英尺矮,或像我想要的那樣高。當(dāng)我感覺很糟或是沒有安全感的時(shí)候,我就加長我的身高......”
一切不幸在他的樂觀下黯然失色,他卓越的科技能力以及強(qiáng)大的精神力量將他拉回巖壁,同時(shí)也正努力將更多人拉回他們的人生舞臺,比如Adrianne Haslet-Davis:
Adrianne是一位美麗的職業(yè)社交舞者,視舞蹈如生命的她卻不幸在波士頓恐怖襲擊中喪失了她的左腿。
Hugh回憶稱:“見完她后,我開車回家,腦子里就想:我是一個(gè)麻省理工學(xué)院的教授,我有資源,那就讓我們?yōu)樗兄埔粭l仿生腿,讓她能夠重返她的舞蹈生涯!”于是,他將電子機(jī)械、生物醫(yī)學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域的專家引入自己的MIT實(shí)驗(yàn)室中,為舞者加裝了仿生臂,研究他們的動(dòng)作,并將這些運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)植入仿生臂中。
“3.5秒的爆炸,將Adrianne拽下了舞臺,但200天后,我們將她重新拉了上來!”
美麗的舞姿宣告著這項(xiàng)偉大技術(shù)的成功,也綻放著生命的奇跡。畢竟,與絕境共存的,除了一種情緒叫做“絕望”,還有一種魄力,叫做“絕地逢生”。
最后,讓我們引用這位奇跡科學(xué)家的一句話作為結(jié)尾,共同體會這份“絕地逢生”的魄力:
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“很清楚:在未來,鞋子不會再將人磨出水泡;本世紀(jì),我們將結(jié)束殘疾!”
——Hugh Herr(財(cái)富中文網(wǎng))
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