三年前,美国波士顿马拉松发生连环爆炸案,当时一名叫Adrianne Haslet-Davis的专业舞蹈演员在爆炸发生时正好站在终点线附近,爆炸威力让她失去了左腿。对于一个舞蹈者而言,失去一条腿简直是一切都完了,但对于Adrianne而言,这并不意味着人生从此灰暗无光,她在一年后装上义肢重返舞台。在2014年TED大会上,她在Hugh Herr的演讲结尾,和舞伴跳了一段精彩的舞蹈。↓
这还没完,在今年4月18日波士顿马拉松爆炸3周年之际,Adrianne以参赛者的身份重返波士顿马拉松,并跑到终点。
Adrianne的坚强赢得了无数人的好评,连奥巴马也称赞她体现“波士顿坚强”(Boston Strong)的精神,恐怖和炸弹不会把我们击垮。(President Obama: “Thank you Adrianne, for being Boston Strong. Terror and bombs can’t beat us. We carry on. We finish the race.”)
如果机器人TV只播到这里,那么这只是一个身残志坚的励志鸡汤。但光凭励志是不可能让Adrianne重返舞台或者跑波士顿马拉松的。这一切的一切,得益于一项关键控制技术的进步,那就是由人脑控制的智能义肢(Smart prosthetic Limbs)。在此之前,安装义肢或者假肢(Limb prostheses),它的装饰作用远远大于使用功能,而且还没有大脑控制的触觉。2007年,Dean Karmen在美国国防部高级研究计划局(DARPA)的资助下,研发能够通过大脑控制的智能义肢,并于2009年TED大会上公布了自己的研究成果(TED视频by Dean Karmen),讲述了其背后的故事。
Dean Karmen:国防部军医跟我说,在用步枪打仗的美国南北战争(1861-1865)末期,如果有人失去了一只手臂,我们给他一只带钩子的木棍代替手臂。现在我们有了F18和F22战斗机,但是现在如果有人失去了手臂,为什么我们能给他的还是一只带钩子的塑料棍?
从视频展示可以看到,佩戴这样的智能机械手臂能够像真人手臂一样吃饭,完成拿起葡萄这样的细微动作。手臂由复杂的感应器和马达组所驱动,通过采集肌肉上的肌电信号,然后通过内置的微型电脑分析解读动作信息,随后再转化为行动。美国食药监局(FDA)表示,这是全世界第一个依靠脑部电信号进行控制、并且实现复杂动作的假臂。
如果说Dean Karmen的研究重点是手臂,那么Hugh Herr的重点就是腿(TED视频by Hugh Herr)。17岁时Hugh Herr在登山时遭遇暴雪,在零下29度气温下度过三天三夜,导致双腿膝盖以下全部截肢。
然后Hugh Herr读了MIT,并且研究起了义肢。他设计的世界上第一个踝足义肢机器人系统,利用多个传感器、微控制器和模拟器件来模仿人体肌肉骨骼结构和运动,让小腿截肢者同样能像正常人一样走路,他的设计已经造福了很多残障人士,这里就包括了三年前在波士顿马拉松爆炸中失去左腿的Adrianne!除了Adrianne也造福了很多其他人,还包括Hugh Herr自己:
Hugh Herr:在我的仿生腿上有三个极端接口。机械的:我的仿生腿如何连接到我的身体上。动态的:它们如何像肉和骨骼一样运动。以及电子的:如何与我的神经系统联系起来。
更高潮的在最后,Hugh Herr的研究还能造福四肢健全的普通人。Hugh Herr用同样的原理研制出机械外骨骼,佩戴这样的机械外骨骼,可以让人变得更强壮更有力更快速。比如在战场上,装备机械外骨骼,士兵能秒变钢铁侠。而在禁摩限电的贵国,快递员佩戴机械外骨骼也可以秒变机器人!↓