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黑科技!动力外骨骼技术前景可期 穿上战衣你就

  像蜘蛛、蟑螂和蚂蚁这样的昆虫;一些软体动物像蜗牛;以及螃蟹和龙虾这样的甲壳类动物都有外骨骼,它们有不同的形状和结构。

  作为一项技术,动力外骨骼是一种人工机械系统,可以帮助用户执行物理任务,克服残疾并增加力量。

  作为一种辅助技术,外骨骼设备可以被视为各种类型的可穿戴设备,例如动力假肢,仿生肢体,下肢和上身支撑以及军用和运动外骨骼。

  麻省理工学院媒体实验室的研究小组之一,Biomechatronics Group的研究人员,多年来一直致力于推动动力外骨骼技术的发展。

  麻省理工学院Biomechatronics团队负责人任Hugh Herr梦想有一天能够穿着一件衣服,全天以20英里/小时的速度跑步,而不会感到疲倦。换句话说,增加他的耐力以超越自然身体限制。

  这个场景让人想起童话故事《小拇指》,这是一部鲜为人知的故事,由查尔斯佩罗(Charles Perrault)撰写,他是不朽的经典作家,如《睡美人》,《小红帽》和《灰姑娘》。

  在这个童话故事中,主人公小拇指偷走了食人魔的宝物红靴行走得飞快,成了国王的使者,从此让全家过上了富裕的生活,这种靴子可以根据穿戴者的尺寸进行调整,并允许他们日行千里。

  Herr是一名工程师和生物物理学家,他在1982年的一次攀登事故中失去了双腿,这使他定下了到今天仍在追求的任务,并给他起了“仿生人”的绰号。

  “那将令人振奋和美好的画面,是人类目前无法拥有的一种体验。” Herr教授与团队负责人Tyler Clites分享了同样的愿景。

  在Biomechatronics集团内部,Clites参与了几个项目,如假肢肢槽和兔子神经控制外骨骼。

  Clites与他的生物力学和生物医学工程师一起,正在微调技术,以建立生物混合假肢,通过佩戴者的想法与身体进行交流。

  他们正在开发的机器外壳套基于所谓的神经体现设计,它弥合了人类神经系统和设备之间的差距,使得动作更加和谐。

  “现在有人可以用叉车搬运重物。但是,如果他们能够佩戴外骨骼让他们做同样的事情,那么或许可以更好地将他们与正在执行的任务联系起来。”Clites说。

  目前,外骨骼和其他辅助假肢很重且很麻烦。然而,Biomechatronics Group研究小组的研究人员认为,他们将逐渐减少设备的体积,以至于他们能够将这项技术应用到“高性能服装”中。

  他告诉BBC,“或许你在建筑工地使用外骨骼,认为能帮助人们减轻身体疲劳,但是工作时间变得更长却会让你精神疲惫,而且我们没有办法阻止它。”

  “我们设计这些系统,然后质疑它是否可能被滥用。我们从一开始就需要道德设计,我会设计出六小时后自动关闭的外骨骼。”

  但是,Clites并不想限制这项技术。 “即使有些人会酒驾,我们也没有停止制造汽车。”他告诉BBC。

  “我们关注技术,并认为如果利益大于人们滥用它的风险,那么我们很高兴追逐这项技术。”

  Herr教授是一位自称为“仿生人”的人,这还得多亏了他的团队设计的机械腿,在他十几岁的时候,一次登山事故让他双腿截肢。

  “当我想到移动腿时,来自我的中枢神经系统的神经信号通过我的神经,并激活我残肢内的肌肉。”他在今年早些时候的TED演讲中解释道。

  “人工电极感知这些信号,仿生肢体中的小型计算机将我的神经脉冲解码为我预期的运动模式。”

  他的朋友Jim Ewing在一次攀登事故中也失去了小腿,他的受伤肢体由MIT名为Team Cyborg的外科医生、科学家和工程师团队重建。

  外科医生将剩余腿部的肌肉连接起来,让其内部的神经继续向大脑发送信息,帮助他的仿生肢体更自然地工作。

  工程师们制造了假肢以实现双向通信,信号从他的大脑传到残留的小腿并进入仿生肢体。

  Herr教授认为,这让Ewing再次登上开曼群岛的山峰,但这只是旅程的开始。

  “我相信神经体验设计的范围将远远不止替代假肢,并将人类带入将从根本上重新定义人类潜能的领域。”他在TED演讲中说。

  “在21世纪,设计师将神经系统扩展为强大的外骨骼,人类可以通过他们的思想来控制和感知。”

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作者:华夏娱乐--时间:2019-01-03 00:40

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