在科幻片里,失去四肢根本不是什么大事,裝上假肢照樣行動自如,這都是因?yàn)閺?qiáng)大的仿生學(xué)。仿生學(xué)是觀察、研究和模擬自然界生物各種各樣的特殊本領(lǐng),通過模擬動物的構(gòu)造、傳感系統(tǒng)、計(jì)算結(jié)構(gòu)等來構(gòu)造仿生裝置。裝上仿生裝置的殘疾人,如同迎來了身體的重生。
用人腦控制的機(jī)械手臂
美國國防部高級研究計(jì)劃局研制出的機(jī)械手臂無疑是一個(gè)傳奇。這個(gè)機(jī)械手臂可以用27種不同的動作(包括旋轉(zhuǎn)、彎曲以及延伸)來模仿人類的臂、肘、腕、手等部位的活動,可以算是該領(lǐng)域里最尖端的成就。最令人矚目的是,美國當(dāng)局希望在人腦中植入一個(gè)芯片來感知和控制神經(jīng)元的反應(yīng),并通過這種方式將指令傳輸給機(jī)械手臂,以此來控制手臂的活動。而這個(gè)過程,可以在瞬間完成。
這讓我們不禁想起“盧克手臂”。盧克手臂由狄恩·卡門研制,使用腳踏控制系統(tǒng)。盡管這個(gè)機(jī)械手被認(rèn)為是盧克手臂的改善結(jié)果,但其“思維控制”系統(tǒng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了腳踏控制系統(tǒng)。如果重新構(gòu)造自身結(jié)構(gòu),當(dāng)然希望能用大腦來自然控制這個(gè)像超人一樣強(qiáng)大的“再生手臂”。
現(xiàn)狀:美國食品及藥物管理局正在密切追蹤這個(gè)項(xiàng)目,而且他們有可能控制使研發(fā)周期停滯幾年。
奧托博克之手
5月的時(shí)候,一個(gè)塞爾維亞男子砍掉了自己的手掌,并用一只仿生的替代。這名男子叫作麥洛,在10年前一場嚴(yán)重的摩托車事故中,他的手臂受了重傷。幾番手術(shù)過后,他的右臂大部分功能都得到了恢復(fù),而右手卻一直處于癱瘓狀態(tài)。因此,他選擇用仿生手來替代廢手。
這個(gè)德國奧托博克公司制作的假肢,也自稱是靠自然控制來運(yùn)動的。不用將神經(jīng)從手臂連到手掌上,單靠兩個(gè)安置在他前臂上的傳感器,就可以感知到所傳遞的信號。而接收神經(jīng)激勵信號的過程和人體手臂本身的運(yùn)動觸發(fā)機(jī)理十分接近。奧托博克聲稱它可以完成3個(gè)等級的動作:旋轉(zhuǎn),彎曲和延伸,與此同時(shí)還可以抓握和操控手柄。
麥洛并不是第一個(gè)嘗試去配備奧托博克之手的志愿者,為他做移植手術(shù)的奧地利外科醫(yī)生奧斯卡,一年前在一個(gè)名叫帕特里克的男子身上做了同樣的手術(shù),他是因?yàn)橛|電而導(dǎo)致手掌失去功能。帕特里克現(xiàn)在已經(jīng)可以系鞋帶和開瓶子了,而這也成為了他最喜歡的兩項(xiàng)活動。
現(xiàn)狀:已在使用中。
范德比爾特的膝—踝協(xié)調(diào)假肢
這個(gè)由美國范德堡大學(xué)研制的膝關(guān)節(jié)假肢是史上第一個(gè)和踝關(guān)節(jié)假肢組合的假肢。項(xiàng)目耗時(shí)7年,由國家科學(xué)基金會和國家衛(wèi)生科學(xué)院共同投資完成。它的誕生,在傳統(tǒng)的“被動”假肢上作出了一個(gè)重大突破。
因?yàn)榧僦涎b有動力裝置,使用者在走動時(shí)還是相當(dāng)于在用自身雙腿行走,并非拖著一條無動力驅(qū)動的假肢在走動。這樣,它就能比一般的假肢少消耗使用者30%~40%的能量,而且上坡、上樓梯等活動變得容易了很多。它所配備的普通傳感器陣列和微處理器使得這個(gè)特殊的設(shè)備可以隨時(shí)感知到使用者的活動情況,并相應(yīng)作出及時(shí)而合理的調(diào)整。
現(xiàn)狀:還沒有被普遍使用,當(dāng)前版本已經(jīng)進(jìn)入測試階段。