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高科技假肢:创造人和机器结合的
发布时间:2011-4-9

仿生腿、i-Limbs等高科技假肢的出现创造了人和机器结合的新“超人”。随着假肢技术的进步,截肢者相对于普通人具有不公平的优势,他们的假肢可以不断升级。

戴维斯生下来就没有左手前臂。她有12只不同的假手,分别为不同的任务设计。

麻省理工学院教授休·赫尔在一次登山事故中失去了双腿,于是赫尔发明了带动力的iWalk脚踝。

麻省理工学院教授休·赫尔在一次登山事故中失去了双腿,于是赫尔发明了带动力的iWalk脚踝。

南方都市报2月1日报道 仿生腿、i-Limbs等高科技假肢的出现创造了人和机器结合的新“超人”。

截肢的好处有许多。修指甲的成本一夜之间下降50%.一双袜子可以穿的时间增加了一倍。麻省理工学院媒体实验室的生物机械研究组的休·赫尔说,“随着假肢技术的进步,截肢者相对于普通人具有不公平的优势,他们的假肢可以不断升级。”赫尔17岁时在一次登山事故中失去了膝盖以下的双腿。但他认为这不能成为让人怜悯的理由。事实上先进的机器假肢赋予了赫尔常人所不及的力量。

“当假肢技术还很落后的时候,”赫尔说,“截肢者连正常走路都很困难,更不会对他人构成威胁。也不会有人觉得他‘可爱’或者‘勇气可嘉’。”他把一条腿架在另一条腿上,两条铝质胫骨相撞发出清脆的声音。“但是,随着技术发展,装上假肢的人比普通人更强壮更快捷,我也在一夜之间变得更性感、更有威胁性。确实是一夜之间。”

任何人听到“假肢”一词,立刻联想到滑稽笨拙的“木制假腿”,他们也许会对赫尔的狂妄自大感到不可理解。人造肢体真的可以让人更强、更快,并且获得社交优势吗?首先穿戴假肢就是一件麻烦事情。除了可能造成佩戴者的痛苦之外,假肢还很容易坏损。这些显然不能算优势。

赫尔的“假肢是一种进步”理论之所以让人觉得难以理解不是没有原因的。多年来,假肢确实是丑陋甚至可怕的。谁也不会认为这种蹩脚的东西是令人垂涎的“设计产品”。更不会有人认为戴上它们比自然的肢体更美丽或更强大。

苏格兰假肢和机器人技术公司TouchBionics的首席执行官斯图尔特·米德说:“当我刚开始这份工作时,确实感觉很压抑。在医院、楼下办公室、仓库到处都可以看到假肢,它们的样子大多很可怕———塑料的,颜色是吓人的粉红色。”

戴上这样丑陋的假肢立刻会变成人人避而远之的贱人。假肢的设计师马歇尔·杨说,“就好像是戴了一个耻辱的红字,让人的生活变成噩梦。”

这一切都将发生改变———假肢的材料日新月异,这些材料也能在高级跑车和喷气飞机中找到。新技术让截肢者也能像普通人一样运动。更加重要的是,假肢生意存在巨大商机,其产品将让人类变得更强壮、更快捷,甚至更有吸引力。

与此同时,赫尔说,人们应该彻底忘掉对截肢者的怜悯。因为新的机器———是的,机器是比假肢更确切的叫法———变得如此漂亮、能干、高效,一些人为了它们甚至愿意切掉完好的肢体。

价值28亿美元的假肢矫正行业目前只有屈指可数的几家大公司:德国的奥托博克保健公司;冰岛的奥索;美国田纳西查塔努加的菲劳尔;俄亥俄的威力伍德;马里兰州汉尔整形外科服务公司。此外还有一些生产马达、芯片等零件的小公司。

自从一些伤残的美国士兵安装上了新式假肢后,假肢行业得到了更多媒体关注。但是,士兵只占全美170万截肢者的0.1%.不幸的是,这一顾客群体即将变得更庞大。美国疾病控制和预防中心估计,2050年,将有2900万美国人被诊断患糖尿病,他们下体截肢的几率将增加1/28.汉尔整形外科的首席执行官汤姆·科克说,1998年至2006年期间,由于肥胖导致糖尿病和心血管病的患病率增加了37%,而糖尿病是截肢的最大原因。根据美国疾病控制中心统计,短短12个月内,糖尿病导致的截肢就增加了84000例。

有了市场,资金自然随之而来。麻省理工学院的赫尔与人合作创办了iW alk公司,已经收到10000万美元风险资金,用于研发“动力足1号”———世界第一只自带动力的人造足踝和脚。与此同时,美国退伍军人事务部最近拨给布朗大学恢复和再生医学中心700万美元研究资金,加上2004年已经拨出的720万,总计1420万美元。国防部高级研究计划署(DARPA)则在资助新罕布什尔州的杰卡研究公司,研究一款名为“卢克”的动力假臂。

研发资金的大笔流入,加上材料科学和处理器速度的突破,带来假肢革命:曾经象征痛苦和缺陷的假肢变成漂亮、摩登、强大的机器。正因为如此,24岁的迈克尔·贝利翘首期盼能够截断左手剩余两根指头的日子。

前年3月5日,贝利在乔治亚州普拉托纸张包装公司维修一台压捆机时小指、无名指和中指被机器切断。经过9个小时的手术,贝利的左手只剩下拇指和食指两根手指。大约一年半前,他安装了TouchBionics的新产品ProD igits———世界第一款自带动力仿生人造手指。

他爱死了这个新装置。他喜欢随着手指的运动转动头部,好像它们是他身体的一部分。“非常令人惊讶,”贝利说,“我发现有许多人妒忌我。他们说,‘嘿!我也想要一只机械手。”

但最让贝利惊讶的是他自己的反应:“当我戴上它时,我确实觉得有所不同:我感觉更强壮。听上去也许很奇怪,但当身体部分和机器结合,确实给你一种超人的感觉。非常强大的感觉。”

贝利说,“如果没有发生事故,我不认为我会这么说,但我告诉TouchBion-ics的人,如果能把5根手指都变成机械的,我会愿意截断剩下的两根手指。”

贝利并非唯一特例。现在,不少截肢者切掉他们健康的组织,以便安装更加强大的假肢。

奥托博克保健公司的杨说,“我每天都看到这样的事情,不少人第二次截肢,截掉健康组织,只为了换取更先进的假肢,就像换一辆更拉风的跑车。”

整型医生通常认为截肢等于失败,本能地会尽量挽救受伤受损或患病的肢体。但问题也随之产生:更多血肉之躯意味着给机器剩下的空间减少。现在随着假肢变得日益强大,不少截肢者自掏腰包给假肢“升级”。

“这其实很简单,”杨说,“假脚就像是一辆汽车上的钢板弹簧———越大,力臂越长,能量储存越多。只要有足够空间,你可以把一只能行走的假脚换成能跑步的假脚。因此,一些残肢剩余部分太多的人会说,‘我想要一个让我能够打篮球的膝盖,再往上切4英寸。”

杨的公司为华盛顿特区的沃尔特里德陆军医院提供假肢。一些伤残士兵也面临类似“长点或短点”的选择。比如双腿截肢者可以选择增加身高,从5英尺8英寸变成6英尺。

当然,所有这些高科技假肢都不便宜。奥托博克的C -leg的价格超过5万美元。上体假肢同样价格不菲。难怪天生只有一只手的凯莉·戴维斯说,有的人安装的假手比我住的房子还贵。

38岁的戴维斯是两个孩子的母亲,为汉尔整形服务公司的截肢者互助伙伴协会工作,这个机构专为新的截肢者提供导师。她还是两届残奥会三项全能冠军。

她的假手用黑色碳纤维和金素钛制成,当她拿起一杯葡萄酒时会发出马达运行的声音,这时她自然成为社交场合的焦点。

休·赫尔在麻省理工学院获得了机械工程学硕士学位,在哈佛获得生物物理学博士学位,如果说他的声名还显得太遥远不切实际,那么,另一个例子也许更容易被人所接受。2008年,南非运动员奥斯卡·皮托里于斯希望参加奥运会400米比赛,但被国际田联拒绝,理由是,皮托里于斯没有双腿,或者说他戴的碳纤维仿猎豹假腿赋予皮托里于斯优势,对于其他靠天然的双腿奔跑的运动员这是不公平的。

这绝对是戏剧性的变化。我们曾经可怜截肢者,但现在我们要对他们下达禁令……因为他们太强壮。

也许不久的将来,残奥会———在“真正”奥运会之后举行的次等奥运会,运动员默默无闻,观众寥寥无几———将吸引更多的目光,因为它真正体现了更快、更高、更强的奥运口号。

赫尔是皮托里于斯案中导致体育仲裁法庭推翻国际田联决定的关键证人;他的证词说明,皮托里于斯的假腿既有优势也有劣势:他的脚和地面接触的时间比普通运动员多14%(劣势);但每步与步之间,他在空中停留的时间要少34%;摆动双腿时间少21%;奔跑代谢值少17%(这些都是优势)。结论是:目前皮托里于斯和普通运动员基本上可以公平竞争,但如果他的仿猎豹腿在经过几次升级,就可能把乌塞恩·博尔特和泰森·盖伊等飞人远远抛在身后。

真正让赫尔无法接受的是,国际田联禁止的并非皮托里于斯使用的假肢;他们禁止的是皮托里于斯本人。他们禁止的不是一项技术———就像国际泳联曾经禁止最早的LZR R acer泳衣———而是一个人。一位国际田联高官说他们的理由很简单:皮托里于斯“影响了运动的纯洁性”。几十年前,有人曾用同样的理由禁止黑人参加职业篮球比赛。

新罕布什尔N extStep矫形器和假肢公司创始人马特·阿尔布科克说,“我亲眼看见害怕截肢者的这种优势。他们担心在机器的帮助下,截肢者不但恢复了普通行动能力,甚至变成超人。谁也不想被一条腿的人打败。我肯定你不会在餐桌边吹嘘这事。”

阿尔布科克说,他的许多病人去找他时并没有抱太大希望。他们绝对想不到这些新装置不但让他们行动自如,甚至会强大到令人妒忌。“我的一个朋友越战时在航母上工作,一架F-16降落时,他站错了地方,双腿当场被钢缆切断。没想到他是个很不错的高尔夫球选手。而我很矮,只有5英尺4英寸。我们喜欢一起打球。可是高尔夫球俱乐部的人都不愿和我俩比赛,因为谁也不愿被一个侏儒和一个没有腿的家伙打败。”

随着机器的功能日益强大,而我们的原始装备则相形见绌。赫尔说,近视也是一种缺陷。眼镜是矫正工具。它们曾经是纯粹的医学装置,现在则变成昂贵的时尚饰品。

“眼镜是很性感的工具。人们可以佩戴隐形眼镜,但他们却会在特定社交场合选择戴眼镜,因为这让他们显得更漂亮。也有人戴眼镜让自己显得更聪明。除了修正自己的视力,还有给外表加分的作用。”

当然,随着假肢功能的提高,它们的外观也会更诱人,会让佩戴者显得更漂亮。虽然他们的轮廓、颜色、光泽已完全不像人的肢体。

“我不明白为什么非要造得像真的人类肢体?”赫尔说,“难道只有人体才美吗?一座大桥可以很美。汽车、手机也可以很美。它们看上去绝对不像生物。30年后,截肢者还会在乎假肢像不像真的手脚吗?他们不会。他们的假肢将只是有必要的骨骼。”

 

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