在即將到來的2014 世界杯足球賽上,人們將會見證科技帶來的奇跡。那時,一位癱瘓的巴西人會從輪椅上站起來,踢出世界杯上的第一個開場球。他能夠做到這一點,是因為身上穿著一套腦波控制的機(jī)器人外骨架。
這套外骨架是一個國際團(tuán)隊多年努力的結(jié)果,其成員包括了科學(xué)家和工程師。它由慕尼黑技術(shù)大學(xué)的 Gorden Cheng 制造,其控制裝置是北卡羅萊納杜克大學(xué)的神經(jīng)工程師 Miguel Nicolelis 及其團(tuán)隊的成果。
在 Sao Paulo 的神經(jīng)機(jī)器人康復(fù)實驗室,Miguel Nicolelis 在九位癱瘓患者身上試驗了外骨架?;颊哳^上帶著一個配置了電極的帽子,可以收集他們的腦波。腦波信號傳輸?shù)奖嘲械挠嬎銠C(jī)解碼,用以驅(qū)動外骨架上的液壓傳動機(jī)。外骨架背包中的電池可以提供動力,能連續(xù)用上兩個小時。
“動作非常順暢”,Nicolelis 對衛(wèi)報說,“這是人類的動作,而不是機(jī)器人的動作。”
他說,癱瘓患者很喜歡這套外骨架。在行走的時候,患者足部觸動腳底的感應(yīng)器,而這個信息會傳輸?shù)缴媳鄣恼饎友b置。通過這樣的設(shè)定,大腦會認(rèn)為接觸的感覺來自腳部。在實驗中,穿戴者感覺到雙腿在移動,并且接觸到了地面。一位脊髓受損、無法感覺腿部動作的患者說,“我感覺自己在沙灘上行走,我接觸到了沙子。”
Nicolelis 將這種效果比作是“橡膠手錯覺”。這證明了他們的預(yù)測是正確的,即病人會將外骨架當(dāng)做是身體的一部分。Nicolelis 認(rèn)為這種技術(shù)已經(jīng)成熟,足以為癱瘓病人日常所用,最終替換掉輪椅。
目前,這套外骨架已經(jīng)進(jìn)行了許多安全試驗,同時它也配備了多個氣囊,以確保其安全可靠。為了世界杯上的演示,Nicolelis 和同事還去足球比賽場地進(jìn)行了測試,了解移動手機(jī)的信號是否會影響到外骨架的正常運行。從測試結(jié)果來看,外骨架受到電磁波的影響并不大。
愛丁堡大學(xué)的機(jī)器人學(xué)家 Sethu Vijayakumar 說,外骨架是癱瘓病人康復(fù)設(shè)備的自然進(jìn)化,能夠充分利用人類和機(jī)器的能力。“這是將要發(fā)生,而且需要發(fā)生的事情。人類非常擅長高層次的決策,理解復(fù)雜的場景,但是機(jī)器人非常善于精確的、重復(fù)性的動作,” 他說,“外骨架可以把兩者結(jié)合起來。”
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