機械手升起奧運夢

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北京冬殘奧會的火炬傳遞儀式上，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械手當中；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械配件上。

這些復雜的機械結構和火炬手達成一種和諧的“共生”關系：機械裝置能及時響應她們想做但肉身做不到的動作，就像是人類機能的自然延伸一樣。這種裝在人身上的機電一體化裝置被稱作“外骨骼”。它擁有一個非常完整的系統，分布在各處的傳感器實時采集人體的姿勢、力量、運動趨勢等信息，然后傳到設備內置的電腦或控制中心，“大腦”開始分析，接著判斷人體意圖驅動外骨骼元件，一般通過電機和液壓等方式帶動機械產生相應動作。

外骨骼能支撐和保護使用者的身體，是人體機能的補充，也能輔助甚至是放大使用者的動作，是對人體機能的增強。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。

外骨骼的技術研發始于20世紀60年代，當時由美國國防部支持的“Hardiman”項目打造出了一款外骨骼原型機，用來幫軍人搬抬重物，它的舉重極限達到了682公斤。但這款外骨骼自身的重量也達到了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，響應速度也無法保證。這對于軍用場景來說，簡直就是災難，于是很多科研機構開始轉向醫療康復場景。

隨著技術的進步，外骨骼逐漸覆蓋了軍事合作、醫療康復、災場救助、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化。由蘇黎世聯邦理工學院發起的半機械人奧運會（Cybathlon），殘疾運動員可以使用機械義肢、腦機接口、外骨骼等外設參賽。2020年，競賽列出了六大項目，選手需要完成像上臺階、做飯、玩電子游戲等動作，在最短時間內完成最多任務者獲勝。

無論奧運會、殘奧會，還是半機械人奧運會，都是對人類極限的挑戰。當看到選手用機械手裝上一只燈泡，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）