假肢的世界正在迅速发展。毫无疑问,研究人员、医生和工程师希望设计出更有效的机器人肢体,帮助瘫痪者和截肢者不仅生活得更舒适,而且生活得更正常。问题是——怎么做?

假肢以各种各样的方式出现,最近的发展看起来更像是科幻小说对未来的描绘。而这项技术的大部分设计都是为了模仿我们的身体,找回失去的功能。

但是如果我们再进一步呢?如果我们决定让技术自己思考,而不是依靠我们的身体来控制技术呢?汤姆马索·伦齐博士和他的研究人员就是这样犹他大学仿生工程实验室决定要复活。而他们的人工智能仿生腿将改变先进假肢的未来。

人工智能驱动的仿生腿一瞥。



去见亚历克·麦克莫里斯,一个新兴的机器人

今天,亚历克是一个高中足球教练,一个耐心的倡导者安装假肢同时也是地球上最先进的机器人肢体之一的测试对象。他怎么来的?

亚历克用他的被动假肢。人工智能驱动的仿生腿只出过一次实验室——为了拍摄这一集。不在实验室测试时,亚历克必须穿这条腿。

2013年,在犹他州一个寒冷的早晨,亚历克在去上班的路上,看到他的表弟撞毁了他前面的车。亚历克停下来帮忙,从车里出来,被另一个失控的司机撞倒,车速是每小时85英里。

亚历克接受了5天的生命支持,他遭受了严重的内外伤,心脏撕裂,腿部感染。亚历克的右腿最终被截肢。就像亚历克说的,“我应该死的。我应该死多次的。”在一个大多数人都会觉得完全衰弱的位置上,亚历克找到了目标。

“当你经历了如此创伤,失去了一条腿——字面上,一块你——那么你知道,我在这里必须有某种目的。”

亚历克·麦克莫里斯

在这一集里,我们的工作人员有机会在伦齐博士的实验室里见到亚历克,用前所未有的方式测试世界上最先进的假肢之一。通常,亚历克戴着一个被动假肢。但今天,当他走进伦齐博士的实验室时,他用传统的腿换了一条人工智能驱动的仿生腿,目标是给截肢者带来新的自由。

了解现有假肢的局限性

最基本的假肢是被动假肢,被认为是美容修复,但向用户提供的基本功能不超过。想想,一条腿支撑站立,或是用手臂来填充普通衣服。近年来,动力假肢的应用越来越广泛。他们依靠用户手动控制,通常以夸张的身体运动的形式,并提供更多的功能回到截肢者。

动力假肢通常是为了模仿生物假体的重量和功率输出。这看起来很公平——如果有人失去了一个肢体,为什么不创建一个用户可以控制的精确复制品呢?其中一个主要问题是,动力假肢装置对被动假肢的功能没有多大改善。在许多情况下,被动和动力假肢实际上都会减慢使用者的速度,并对身体其他部位造成身体的劳损。

在与亚历克一起拍摄时,他解释了一些限制,试图做一些看似简单的事情,比如用他的被动假肢跨过一个小障碍。”如果我要跨过(某物),那是一个大的摆动…或者跨过一步,在背部得到很高的间隙…做这样的事情,你知道,这会给我的背部,臀部,所有的东西带来压力。”

是什么让这条仿生腿分开的?

“我们在这场比赛中获胜的方式是采取与我们的生物腿完全不同的方法……我们决定给仿生腿一个大脑。”

Tommaso Lenzi博士

Lenzi博士决定挑战传统的假肢方法。为了开发你今天看到的机器人腿,他做了两个主要的基本改变。

1–伦齐博士决定制造一种动力假肢,这种假肢甚至比人体生物腿还要轻。他的腿的重量几乎是任何类似的电动假肢的一半。

2–在大多数假肢由用户控制的地方–手动或通过感觉检测神经袖带–伦齐博士让腿自己思考。

从本质上说,伦齐博士的仿生腿是一种重量轻、自主的设备,通过读取用户的正常身体动作,与用户协同工作。

莎拉·胡德,博士。犹他州仿生工程实验室的候选人正在与伦齐博士合作,专门研究机器人和人类之间的相互作用。

“我们有一个截肢者过来用机器人走路。当你用这些词来形容时,听起来有点疯狂。会有人进来把他们的重量放在上面的。你必须100%相信你所做的工作。”

莎拉·胡德博士。候选人

先进假肢的未来

亚历克麦克莫里斯不仅仅是一个简单的测试对象的工程进展。他被视为犹他大学仿生工程实验室的合作者,有助于为流动性的未来确定道路。亚历克说,他在这项研究中的工作是给人们希望。他接着说“‘被放大的人类’将成为一种东西。而事实上,在这一切发生之前,我就看到了这一切,这很神奇。”

伦齐医生的仿生腿的未来是有希望的。这个机器人的选择比生物腿更轻更强大,它有可能为用户提供可能无法用于常规身体的能力。这是所有的问题,人们什么时候能用手抓住这条腿?

“我相信,我们这一代人将看到身体残疾消失。”

Tommaso Lenzi博士

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