機(jī)械手升起奧運(yùn)夢

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北京冬殘奧會的火炬?zhèn)鬟f儀式上，有兩位火炬手引人注目：裝了上肢助力外骨骼的女火炬手叫彭園園，火炬被緊握在她的機(jī)械手當(dāng)中；另外一位火炬手叫楊淑亭，她借助下肢助力外骨骼站立、行走，火炬插放在她腰間的機(jī)械配件上。

這些復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)和火炬手達(dá)成一種和諧的“共生”關(guān)系：機(jī)械裝置能及時響應(yīng)她們想做但肉身做不到的動作，就像是人類機(jī)能的自然延伸一樣。這種裝在人身上的機(jī)電一體化裝置被稱作“外骨骼”。它擁有一個非常完整的系統(tǒng)，分布在各處的傳感器實(shí)時采集人體的姿勢、力量、運(yùn)動趨勢等信息，然后傳到設(shè)備內(nèi)置的電腦或控制中心，“大腦”開始分析，接著判斷人體意圖驅(qū)動外骨骼元件，一般通過電機(jī)和液壓等方式帶動機(jī)械產(chǎn)生相應(yīng)動作。

外骨骼能支撐和保護(hù)使用者的身體，是人體機(jī)能的補(bǔ)充，也能輔助甚至是放大使用者的動作，是對人體機(jī)能的增強(qiáng)。比如，失去雙腿的人穿戴下肢外骨骼能站立、行走；瘦弱的普通人穿戴外骨骼后，能扛起的重量勝過舉重冠軍。

外骨骼的技術(shù)研發(fā)始于20世紀(jì)60年代，當(dāng)時由美國國防部支持的“Hardiman”項(xiàng)目打造出了一款外骨骼原型機(jī)，用來幫軍人搬抬重物，它的舉重極限達(dá)到了682公斤。但這款外骨骼自身的重量也達(dá)到了680公斤，有28個連接頭。這樣一套龐然大物，每秒只能走0.76米，響應(yīng)速度也無法保證。這對于軍用場景來說，簡直就是災(zāi)難，于是很多科研機(jī)構(gòu)開始轉(zhuǎn)向醫(yī)療康復(fù)場景。

隨著技術(shù)的進(jìn)步，外骨骼逐漸覆蓋了軍事合作、醫(yī)療康復(fù)、災(zāi)場救助、工廠制造等場景，也變得更輕、更小、更舒適、更安全。

體育賽事也在推動外骨骼的進(jìn)化。由蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院發(fā)起的半機(jī)械人奧運(yùn)會（Cybathlon），殘疾運(yùn)動員可以使用機(jī)械義肢、腦機(jī)接口、外骨骼等外設(shè)參賽。2020年，競賽列出了六大項(xiàng)目，選手需要完成像上臺階、做飯、玩電子游戲等動作，在最短時間內(nèi)完成最多任務(wù)者獲勝。

無論奧運(yùn)會、殘奧會，還是半機(jī)械人奧運(yùn)會，都是對人類極限的挑戰(zhàn)。當(dāng)看到選手用機(jī)械手裝上一只燈泡，或從輪椅上站起邁出不尋常的一步，相信你也會備受鼓舞。

（阿紫摘自“果殼硬科技”微信公眾號，視覺中國圖）