22日晚舉行的杭州第4屆亞洲殘疾人運(yùn)動(dòng)會(huì)開(kāi)幕式上，最后一棒火炬手用通過(guò)大腦操控的智能仿生手高擎火炬“桂冠”向全場(chǎng)觀眾致意，隨后點(diǎn)燃主火炬。當(dāng)科技與夢(mèng)想相逢，所有不可能將變?yōu)榭赡堋?/span>
10月22日，最后一棒火炬手徐佳玲在開(kāi)幕式上。新華社記者 伍志尊?攝
什么是智能假肢
即便筋肉骨骼損毀或喪失，曾經(jīng)控制著它們的大腦區(qū)域及神經(jīng)也會(huì)繼續(xù)存活。對(duì)許多傷殘者而言，與斷肢對(duì)應(yīng)的腦區(qū)和神經(jīng)都在靜候聯(lián)絡(luò)，如同話機(jī)被扯掉的電話線。
智能假肢，又叫神經(jīng)義肢、生物電子裝置，是指醫(yī)生們利用現(xiàn)代生物電子學(xué)技術(shù)為患者把人體神經(jīng)系統(tǒng)與照相機(jī)、話筒、馬達(dá)之類的裝置連接起來(lái)以嵌入和聽(tīng)從大腦指令的方式替代這個(gè)人群的軀體部分缺失或損毀的人工裝置。
智能假肢具有能自動(dòng)調(diào)節(jié)，使得假肢與原來(lái)的肢體功能更接近，具備較好的仿真造型、美觀耐用等特性。
傳統(tǒng)假肢有哪些弊端
傳統(tǒng)假肢一般用鋁骨架、皮帶等制成，由于鉗工、皮工、焊接等不同工種的工人拿到的只有制作數(shù)據(jù)，沒(méi)有對(duì)使用者有直觀感知，也就很難設(shè)身處地為殘疾人使用舒適度考慮。而且傳統(tǒng)假肢不能按照人的意圖進(jìn)行各種動(dòng)作。
北京大學(xué)工學(xué)院智能系統(tǒng)與人體工程實(shí)驗(yàn)室主任、博士生導(dǎo)師王啟寧表示，傳統(tǒng)假肢有各種各樣的問(wèn)題，比如假肢關(guān)節(jié)角度、阻尼不可自主調(diào)節(jié)，只能在有限范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，并且沒(méi)有動(dòng)力輸出。王啟寧認(rèn)為，如果想達(dá)到“賽博格”（人類與電子機(jī)械的融合系統(tǒng)）這樣的程度，需要依靠智能動(dòng)力假肢。
技術(shù)演進(jìn)為智能假肢賦能
80年代，大量新技術(shù)與新材料引入假肢，實(shí)現(xiàn)了假肢的鈦合金化、碳纖維化等。除了假肢制作材料的不斷升級(jí)，更多的科技手段也被運(yùn)用在假肢矯形領(lǐng)域，例如可以利用軟件實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)捕捉，視頻分析步態(tài)，用生物力學(xué)的知識(shí)幫助患者設(shè)計(jì)最合適的假肢。
致力于全面提高截肢者生活質(zhì)量，依托人工智能、腦機(jī)接口、虛擬現(xiàn)實(shí)、3D打印技術(shù)等一系列新興技術(shù)，一些研究者進(jìn)行了仿生假肢等產(chǎn)品的研發(fā)和應(yīng)用。
例如，智能仿生手主要由仿生手和接受腔兩部分組成，通過(guò)傳感器來(lái)獲取用戶的肌電和神經(jīng)電信號(hào)，并做出動(dòng)作，用徐佳玲的話說(shuō)，這叫“用意念控制”。
對(duì)于肢體殘障人士來(lái)說(shuō)，假肢的作用不再局限于美觀作用。區(qū)別于一般的假肢，智能假肢手最大程度貼近人手，它的每根手指由一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，均能自動(dòng)調(diào)節(jié)，使假肢與原來(lái)的肢體功能更接近。
腿部截肢者通常不太信任傳統(tǒng)假腿，原因是傳統(tǒng)假腿與大腦沒(méi)有建立聯(lián)系，行走時(shí)要緊盯著假腿和地面來(lái)給大腦提供信息，大腦處理信息的負(fù)擔(dān)加重。智能仿生腿，可以通過(guò)數(shù)據(jù)智能分析預(yù)判滑倒、絆倒等情況，控制機(jī)械關(guān)節(jié)，減輕或避免使用者受傷。
隨著3D打印技術(shù)的不斷成熟，利用3D打印技術(shù)制作的假肢也越來(lái)越普及，它們重量很輕，大大減輕了患者的佩戴負(fù)擔(dān)，方便長(zhǎng)期佩戴。
智能假肢改變殘障人士生活
近年來(lái)，智能假肢等高科技助殘?jiān)O(shè)備在我國(guó)各大展會(huì)頻頻亮相，包括去年11月在上海舉行的第五屆中國(guó)國(guó)際進(jìn)口博覽會(huì)、今年4月在?？谂e行的第三屆中國(guó)國(guó)際消費(fèi)品博覽會(huì)，以及在武漢舉行的2023年世界大健康博覽會(huì)等。
在我國(guó)，智能假肢正一步步從展臺(tái)走進(jìn)生活。
“90后”女生張超凡是吉林省超凡夢(mèng)想公益基金會(huì)理事長(zhǎng)，左臂天生殘缺。一年前，她配合科研團(tuán)隊(duì)測(cè)試智能仿生手，如今已能完成抓握物品、寫(xiě)字、繪畫(huà)、疊衣服等動(dòng)作。
張超凡在用智能仿生手寫(xiě)字。 高龍安 攝
“其實(shí)我本來(lái)已經(jīng)習(xí)慣截肢后的生活了，但是智能仿生手可以讓我雙手來(lái)抓握火炬，點(diǎn)燃圣火，在生活中也很方便，拿水杯、擰瓶蓋都是可以的。”徐佳玲說(shuō)。
仿生假肢不僅適用于日常生活，還可以幫助患者繼續(xù)從事運(yùn)動(dòng)和娛樂(lè)活動(dòng)。例如，有些仿生假肢可被用于跑步、攀巖、游泳等多種體育運(yùn)動(dòng)，幫助患者積極參與社交和娛樂(lè)活動(dòng)。
去年3月2日，殘疾人游泳運(yùn)動(dòng)員賈紅光用一款國(guó)產(chǎn)智能仿生手，順利完成了北京冬殘奧會(huì)火炬?zhèn)鬟f任務(wù)。完成交接后，一位觀眾向他發(fā)出握手邀請(qǐng)，他伸出手，仿生手的手掌緩緩張開(kāi)，和對(duì)方的手接觸后，竟自然握起，完成了一次友好的握手?！翱萍紟?dòng)進(jìn)步，也為我們殘疾人提供了很多便利?！辟Z紅光說(shuō)。
而前不久在千島湖畔，本屆亞殘運(yùn)會(huì)火炬手、射箭運(yùn)動(dòng)員葉金燕依靠一條深空灰色涂裝的智能仿生腿完成火炬?zhèn)鬟f。
隨著科技的發(fā)展，越來(lái)越多像智能仿生手、智能仿生腿這樣的設(shè)備、裝備幫助殘障人士彌補(bǔ)了身體的缺憾，點(diǎn)燃了逐夢(mèng)的信念。
（綜合新華社、科普中國(guó)、中國(guó)新聞網(wǎng)、新華日?qǐng)?bào)、科技日?qǐng)?bào)、中國(guó)醫(yī)藥報(bào)等）
