仿真人试验攀登摩天楼 人类迈入躯干机械化时代
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扎克·沃特(Zac Vawter)是一位31岁的软件工程师,一次骑摩托车发生意外后不幸地失去了右腿。和大多数截肢患者一样,他装上了一个传统的义肢来实现起码的步行。直到他成为了芝加哥康复中心(Rehabilitation Institute of Chicago)的一名研究对象,他才变成了真正的仿生人,准备于上周六创造历史,攀登芝加哥威利斯大厦(Willis Tower)——世界最高的摩天大楼之一。
沃特装上了一条受他思想控制的仿生腿。他的神经-机械腿将响应腿筋肌肉中产生的电脉冲。沃特会想,“爬楼梯”,接着机械腿中的马达、传送带和链条将与脚踝和膝盖的运动同步。尽管“智能”义肢已经出现多年(2005年,该康复中心推出第一只仿生手臂),这将是对由思想控制的仿生腿的首次重大公开测试。如果一切顺利的话,沃特将在大约一小时内爬上103层楼梯,到达楼顶。
此次名为“芝加哥入云端”(“SkyRise Chicago”)的爬楼活动,是该康复中心的一场资金募集活动,大约有2,700人参加。这是爬楼运动首次在该机构的研究中扮演角色。沃特每隔几个月就会从其位于西雅图外的家中前往芝加哥,为这场测试做准备。他和一支科学家团队已经花了数个小时调节义肢的运动。安置在沃特大腿皮肤上的电极为仿生义肢的微型计算机提供数据。研究人员能够对该义肢进行远程控制或者将控制权交给沃特。在最近一次测试中,沃特踢中了足球,在房间里四下走了走并毫不费力地爬了楼梯。这个团队知道沃特和他的义肢已经正式做好了准备迎接一场真正的挑战。
“对我来说一个最大的不同就是能够像其他人一样一步接一步地上楼梯了。”沃特说道。“使用普通义肢上楼梯时,我必须每一步都让自己健全的脚先行,然后稍稍掂起脚或者把义肢拖上去。使用仿生义肢时,一切都很简单,我像以前健全时一样上楼梯,甚至一次能迈上两级楼梯。”
然而,也许这个故事最值得一提的部分发生在三年前——在沃特发生车祸之后以及仿生义肢开发出之前。当沃特的腿被截肢后,一位外科医生对残存的像通心粉一样的神经进行复位并把它们重新固定在腿筋上。在正常情况下,这些神经是用来向小腿传送信号的。这使得沃特有朝一日能够使用仿生义肢,尽管当时这项技术尚待数年才能实现。
这项外科手术被称作“肌肉神经定向移植”,就像是“给病人重新布线”该康复中心仿生医学中心主管研究员李维·哈格洛夫(Levi Hargrove)说道。“现在当他想要移动脚踝时,他的腿筋就会动作,我们就能够告诉义肢如何适当地移动了。”
世界各地该领域的专家都将热切关注沃特突破历史的爬楼之举。如果他成功,这将是个好迹象,该技术将在未来十年内付诸商用。