里約奧運(yùn)會(huì)結(jié)束了，閉幕式的最后東京呈現(xiàn)了一段極具未來(lái)感、高科技元素滿(mǎn)載的表演，不僅有鐳射激光而且連哆啦A夢(mèng)也有登場(chǎng)，這讓不少網(wǎng)友直呼“或許這將是突破次元壁的一次奧運(yùn)會(huì)”。事實(shí)上目前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)超乎很多人的想象，像電影《鋼鐵俠》一樣的智能機(jī)械裝備已經(jīng)日趨成熟，甚至，已經(jīng)有科學(xué)家組織了一場(chǎng)全球最頂尖的半機(jī)械人運(yùn)動(dòng)會(huì)。

本文為編譯，有部分刪節(jié)。來(lái)源：nature.com

這場(chǎng)名為Cybathon的半機(jī)械人運(yùn)動(dòng)會(huì)在今年8月初于蘇黎世舉行。從小型的特邀小組到全世界最大的先進(jìn)假肢制造商，來(lái)自25個(gè)國(guó)家的80余個(gè)研究團(tuán)隊(duì)將帶著他們的頂尖技術(shù)參加這個(gè)“半機(jī)械人的奧運(yùn)會(huì)”。包括科學(xué)家、工程師、工作人員和參賽者在內(nèi)的300人參與了以下的六個(gè)項(xiàng)目：BCI(腦機(jī)接口，即大腦直接控制機(jī)器)、FES(功能性電刺激)自行車(chē)、動(dòng)力假臂、動(dòng)力假腿、動(dòng)力外骨骼和動(dòng)力輪椅競(jìng)賽。

比賽場(chǎng)地設(shè)置在蘇黎世的冰上曲棍球場(chǎng)，眾多電視媒體到場(chǎng)報(bào)道，每支隊(duì)伍都身穿自己的隊(duì)服，半機(jī)械人運(yùn)動(dòng)會(huì)看起來(lái)就和殘奧會(huì)差不多。但是殘運(yùn)會(huì)里面只能使用普通的輪椅、商業(yè)化的非動(dòng)力假肢和其他類(lèi)似的輔助設(shè)備，要求運(yùn)動(dòng)員依靠自身的肌肉力量賴(lài)進(jìn)行比賽。而半機(jī)械人運(yùn)動(dòng)會(huì)尊崇的是技術(shù)和創(chuàng)新，使用的是自帶動(dòng)力的假肢(很可能還只是實(shí)驗(yàn)室里的試驗(yàn)品)，操作這些裝置的人也不叫“運(yùn)動(dòng)員”而是稱(chēng)為“機(jī)師”。這個(gè)運(yùn)動(dòng)會(huì)希望通過(guò)比賽來(lái)加速技術(shù)的發(fā)展，并且最終讓全世界的人都能從中受益。

半機(jī)械人運(yùn)動(dòng)會(huì)宣傳漫畫(huà)，描繪了比賽中的六個(gè)項(xiàng)目

半機(jī)械人運(yùn)動(dòng)會(huì)的起源可以追溯到2012年11月的一次慈善挑戰(zhàn)，在一場(chǎng)摩托車(chē)事故中失去了一條腿的Zac Vawter裝上了一具試驗(yàn)性的動(dòng)力假肢并且僅僅用了45分鐘就登上了103層高的芝加哥威利斯大廈。這項(xiàng)壯舉不僅震驚了媒體，也讓瑞士理工學(xué)院的生物醫(yī)藥工程師Robert Reiner開(kāi)始思考：他和很多實(shí)驗(yàn)室都在研制類(lèi)似的動(dòng)力假肢，卻沒(méi)有用在真正有需要的殘疾人身上。為什么不像Vawter一樣，用一場(chǎng)使用動(dòng)力假肢的比賽來(lái)吸引公眾注意呢？半機(jī)械人運(yùn)動(dòng)會(huì)由此應(yīng)運(yùn)而生。

Zac Vawter在威利斯大廈上

動(dòng)力假臂項(xiàng)目的一個(gè)挑戰(zhàn)就是往一根繩子上掛東西

用你的腦電波來(lái)玩游戲

六個(gè)項(xiàng)目里面，BCI(腦機(jī)接口)是看起來(lái)最奇怪的一個(gè)：15位機(jī)師坐下來(lái)，用4分鐘的時(shí)間，光靠腦子思考來(lái)控制屏幕上的角色移動(dòng)。選手會(huì)戴著一個(gè)電極帽，使用特定的思考方式來(lái)讓角色加速前進(jìn)、跳過(guò)地上的尖刺或者爬過(guò)頭頂?shù)募す馐?/p>

要知道，檢測(cè)的腦電信號(hào)的強(qiáng)度是很微弱的，而且每個(gè)人有自己獨(dú)特的信號(hào)模式，因此很難從整體的腦電波之間分辨不同的動(dòng)作指令。特別是當(dāng)機(jī)師被場(chǎng)內(nèi)的歡呼聲和體內(nèi)的腎上腺素分散注意力的時(shí)候，情況更是如此。

BCI機(jī)師聚精會(huì)神

“電一下”雙腿騎一趟自行車(chē)

50歲的Vance Bergeron是法國(guó)里昂高等師范學(xué)院的一名化學(xué)工程師。在一場(chǎng)自行車(chē)-汽車(chē)相撞事故中，他頭部著地，頸椎骨折。醒來(lái)之后，Bergeron得知自己再也不能控制雙腿，手臂也只能做有限的運(yùn)動(dòng)。有一種叫做FES(功能性電刺激)的技術(shù)，可以向萎縮的肢體或殘肢發(fā)送電信號(hào)、刺激肌肉收縮并恢復(fù)一定的運(yùn)動(dòng)能力。

坐上輪椅回到實(shí)驗(yàn)室，Bergeron把研究方向轉(zhuǎn)到了FES上面。實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)在他本人身上做實(shí)驗(yàn)，找到了如何刺激腿部肌肉，讓腿部彎曲、蹬踏，最后驅(qū)動(dòng)一輛自行車(chē)的方法。

越來(lái)越先進(jìn)的動(dòng)力假肢

真假臂配合開(kāi)罐頭

其他的半機(jī)械人運(yùn)動(dòng)會(huì)項(xiàng)目則讓更傳統(tǒng)的假肢和輪椅大放異彩。在動(dòng)力假腿的比賽中，參賽者需要通過(guò)樓梯、隨機(jī)放置的石頭、斜坡和門(mén)等一系列的障礙，更包括在椅子上坐下再站起來(lái)這樣的高難度動(dòng)作。比賽中將會(huì)出現(xiàn)像藝術(shù)品一樣的智能膝蓋和腳踝，它們可以監(jiān)測(cè)機(jī)師在走路過(guò)程中受到的力和加速度，并且在跌倒的開(kāi)始就調(diào)整自身姿勢(shì)(以保護(hù)機(jī)師)。

動(dòng)力假腿的比賽場(chǎng)地

下一屆半機(jī)械人運(yùn)動(dòng)會(huì)將會(huì)在2020年的東京舉行，為期7天。到時(shí)將會(huì)引入與視力有關(guān)的項(xiàng)目，也會(huì)將部分比賽放在體育場(chǎng)外進(jìn)行。但對(duì)于參加了這次比賽的機(jī)師們來(lái)說(shuō)，走在時(shí)代的最前端這件事已經(jīng)足夠讓他們引人關(guān)注了。