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高科技仿生假肢可以让运动选手更快更强

来源:恩德莱假肢矫形器(北京)有限公司 发表日期: 2012-11-3 9:04:51

    

核心提示:科技的发展可以让仿生假肢的功能越来越强大,甚至可以使得装备假肢的选手具备正常人不具有的优势。

                 iWalk公司称,他们名为BiOM的假肢使用特定的机械,复制肌肉和肌腱的功能,使小腿截肢者可以像正常人一样步行。
    iWalk公司称,他们名为BiOM的假肢使用特定的机械,复制肌肉和肌腱的功能,使小腿截肢者可以像正常人一样步行。

                 2008年,奥斯卡·皮斯托瑞斯在荷兰残疾人运动会上。今年,他会出现在伦敦奥运会400米和4*400米的赛场上。
    2008年,奥斯卡·皮斯托瑞斯在荷兰残疾人运动会上。今年,他会出现在伦敦奥运会400米和4*400米的赛场上。

    网易探索8月6日报道 在伦敦的尤斯顿路上,有一间名为韦尔科姆的收藏馆,这里离奥斯卡·皮斯托瑞斯参加比赛的奥运场馆仅有七英里远。这个收藏馆里时常展出一些以科技为基础的展品,反映艺术、历史和其它人文精神的影响。目前,这个收藏馆的展出主题为"超人"。

    此次展出向观众展示各种增强人体功能的物品,探讨生物仿真和功能增强技术的未来。这些文艺的展品中,偶尔会出现极具前瞻性的产品----关乎皮斯托瑞斯在奥运会上的表现,以及奥运会的未来是如何被改变的。

    皮斯托瑞斯对大家来说已经是耳熟能详了。他是一位南非短跑运动员,出生时小腿就没有腓骨,一直装着一种名为"Flex-Foot Cheetahs"的假肢。他不仅可以跑过同辈的残疾选手,甚至可以和地球上身体最好的短跑选手一比高下。

    他此次出现在奥运会的赛场上,已经引起了人们大量的讨论。装上假肢是否给予他不公平的优势?或者,这些假肢本身的劣势(更不用说他的下身本来就不完整)迫使他的身体在其它地方生长得更强大,这是否使提高了他在其它方面的竞争能力?意见的分歧一直很大,其中的一个案例是,南非田径队帮助他推翻2007年国际田径联合会对他设立的奥运会禁令。

    一篇发表在《应用生理学杂志》上的论文指出,在心理层面上,皮斯托瑞斯和其它运动员无异,即使身体上有所不同。国际体育仲裁法庭认同这一看法,国际田径联合会也接受这个观点。2008年,国际田联对他的奥运比赛禁令被推翻,但他本人并不能达到奥运会参赛标准,不过后来他参加了残运会。

    但该篇论文的几位作者却是意见不一。

    "皮斯托瑞斯的四肢更为轻盈,这使他比健全的自己跑得更快,速度上可以多出15-20%。"该论文的主要作者彼得*韦安德称。彼得*韦安德是南卫理公会大学的应用生理学和生物力学副教授,他对《连线》杂志说:"他可以重新调整自己的脚步。"这意味着,步伐更快。"他的步伐比肢体健全的运动员的步伐快20-25%......甚至比100米短跑世界记录保持者的快上16%。"

    然而,该论文的另一个作者罗杰*克莱姆却声称,假肢不能很好地将力量传播到地面上,这个缺陷抵消了假脚的轻盈度带来的优势。(皮斯托瑞斯的假肢来自奥苏公司,该公司称,假肢的垫部在每个步伐中可以得到90%的力量回馈,但一个正常的腿部可以得到249%的力量回馈。)

    "彼得认为,装上假肢的皮斯托瑞斯可以让自己的步伐更快,但这种看法是错误的。"该篇论文的第三位作者休·赫尔是麻省理工学院媒体实验室的生物集团的董事。他告诉《连线》杂志:"如果皮斯托瑞斯希望参加奥运会,那相关组织应该允许他参加。我们可以用科技来实现公平竞争,而他自己也应该有比赛的自由。"

    休·赫尔是对的。我们有技术令残运会的运动员参加正常奥运会----但目前我们不承认,也不能承认这个事实。

    简而言之,这个问题太复杂,很难得出唯一的答案。让我们暂时不要谈论皮斯托瑞斯:无论他在星期六的400米预赛中取得什么样的成绩,我们需要重新审视技术所扮演的角色。皮斯托瑞斯目前使用的假肢与1997年时所使用的几乎一样,这些假肢背后的技术发展似乎已经停滞,但技术在将来肯定会更好。

    现阶段,假肢的目的是仿真,特别是要在功能上与人体实现衔接。科学家们正在探索力量上的衔接(比如将膝盖的动作同步反应到脚踝上),和实现更好的融合,以便假肢可以直接与人体连接在一起,而不是"装"在残肢上,以及实现神经控制。

    目前,休·赫尔所在的iWalk公司向市场提供一种小脚假肢,上面有仿生脚踝,可以感应人体的动作,并对地形作出相应的动作调整。这段假肢里面包含有肌腱和肌肉的仿生机器部件。这里面的一个显著观点是:这样的装置不是用来给运动员提供竞争优势,而是让残疾人可以实现像我们一样拥有"平等"的步伐。

    然而,如果科技进一步发展呢?未来的残奥会的运动员会如何超越肢体健全的运动员的?如果人类生长激素和兴奋剂上可以让运动员更有优势,那仿生学呢?

    这些问题和假设并没有牵强附会。Esco Bionics和Argo Medical

    Industries这两个组织已经正在研发外力支持的外骨胳,以帮助坐在轮椅上的人们重新步行起来。

    因此,我们不难想象,科技将不再仅仅是提供辅助性的,而是功能增强型的装置。这些更高更强更快的装置将向人们提供正常人所不拥有的超强功能。我们可以从现有的发明中窥见未来的冰山一角,比如Raytheon公司生产的用于提高士兵力量的XOS2外骨胳装置。

    当这些装置被完美地运用到运动中去的时候,我们会看到一个概念完全不同的体育比赛。奥运会或许不会让装置辅助设施的跑步和举重运动员参加比赛,但如果有专门的给此类运动员开辟的比赛呢?

    "一旦科技超越了人体功能的时候,一个全新的舞台将会被开设出来,让这些增强型的体育比赛一比高下。"加州大学旧金山分校骨科部矫正和假肢中心马修·加里波第说。

    这给下一代的人们提出了这样的疑问:我们想要一种什么样的体育比赛?

    "一方面,体育比赛应该是人体的和纯粹的。"彼得*韦安德说。"另一方面,我们是否可以平淡对待机械怪物秀?"

    换言之,未来的体育竞赛里的运动员可能会像《机械战警》一样。"人们从来都认为人类的身体是理想的。"休·赫尔自己也是一位双脚截肢的人。他对ESPN电视台说:"人类的身体并不是理想完美的。"

    即便我们会面临这样的一个未来,然而,如果要禁止通过假肢去与肢体健全的人竞争,这将会遇到很多挑战,正如皮斯托瑞斯的故事给大家的启发一样:我们要决定怎样才是公平的,怎样才是合法的。

    皮斯托瑞斯的假肢会引发许多问题和思考。假肢比正常的肢体更轻,但这个优势是否会被不充分的地面力量反馈给抵消?如果不计算这个力量损失,那又有多少力量在假肢与截肢的接触点上损耗掉?通过大腿和躯干的肌肉力量去弥补被截掉的小腿的力量,这个过程会产生什么样的效果?目前,业界并没有办法给这些问题找到确切的答案,而且,毫无疑问,将来我们会遇到更多更深刻的问题。

    即使科技可以给我们提供完全等同于真身的仿生假肢,但是也很难判断假肢功能的范围是否是为比赛而设计。无论如何,每位被截肢者都会独特的方式去与他们的假肢磨合,通过微调,让假肢与正常的小腿一样。全美汽车比赛协会要求汽车安装上汽化器限位板,把汽车的速度限定在一定的范围之内。而国际田联是否也可以考虑一下同样的做法?

    当然,这些考虑都是只是事关未来。今天,离奥林匹克体育馆不远的地方,韦尔科姆收藏馆向人们展示许多超前的创意,而这些创意和理念最受体育界人士的关注,而普通人只是来看看新奇。(来源:《连线》 编译:DODO)

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[作者:admin777 关键词:假肢,矫形器,义肢,辅助器具 录入:admin777 责编:admin777 阅读次数:5862]
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