鋼鐵俠還是阿凡達！科學家組織了一場頂級半機械人奧運會

里約奧運會結束了，閉幕式的最後東京呈現了一段極具未來感、高科技元素滿載的表演，不僅有鐳射激光而且連哆啦A夢也有登場，這讓不少網友直呼「或許這將是突破次元壁的一次奧運會」。事實上目前科學技術的發展已經超乎很多人的想像，像電影《鋼鐵俠》一樣的智能機械裝備已經日趨成熟，甚至，已經有科學家組織了一場全球最頂尖的半機械人運動會。

本文為編譯，有部分刪節。來源：nature.com

這場名為Cybathon的半機械人運動會在今年8月初於蘇黎世舉行。從小型的特邀小組到全世界最大的先進假肢製造商，來自25個國家的80餘個研究團隊將帶著他們的頂尖技術參加這個「半機械人的奧運會」。包括科學家、工程師、工作人員和參賽者在內的300人參與了以下的六個項目：BCI(腦機介面，即大腦直接控制機器)、FES(功能性電刺激)自行車、動力假臂、動力假腿、動力外骨骼和動力輪椅競賽。

比賽場地設置在蘇黎世的冰上曲棍球場，眾多電視媒體到場報道，每支隊伍都身穿自己的隊服，半機械人運動會看起來就和殘奧會差不多。但是殘運會裡面只能使用普通的輪椅、商業化的非動力假肢和其他類似的輔助設備，要求運動員依靠自身的肌肉力量賴進行比賽。而半機械人運動會尊崇的是技術和創新，使用的是自帶動力的假肢(很可能還只是實驗室里的試驗品)，操作這些裝置的人也不叫「運動員」而是稱為「機師」。這個運動會希望通過比賽來加速技術的發展，並且最終讓全世界的人都能從中受益。

半機械人運動會宣傳漫畫，描繪了比賽中的六個項目

半機械人運動會的起源可以追溯到2012年11月的一次慈善挑戰，在一場摩托車事故中失去了一條腿的Zac Vawter裝上了一具試驗性的動力假肢並且僅僅用了45分鐘就登上了103層高的芝加哥威利斯大廈。這項壯舉不僅震驚了媒體，也讓瑞士理工學院的生物醫藥工程師Robert Reiner開始思考：他和很多實驗室都在研製類似的動力假肢，卻沒有用在真正有需要的殘疾人身上。為什麼不像Vawter一樣，用一場使用動力假肢的比賽來吸引公眾注意呢？半機械人運動會由此應運而生。

Zac Vawter在威利斯大廈上

動力假臂項目的一個挑戰就是往一根繩子上掛東西

用你的腦電波來玩遊戲

六個項目裡面，BCI(腦機介面)是看起來最奇怪的一個：15位機師坐下來，用4分鐘的時間，光靠腦子思考來控制屏幕上的角色移動。選手會戴著一個電極帽，使用特定的思考方式來讓角色加速前進、跳過地上的尖刺或者爬過頭頂的激光束。

要知道，檢測的腦電信號的強度是很微弱的，而且每個人有自己獨特的信號模式，因此很難從整體的腦電波之間分辨不同的動作指令。特別是當機師被場內的歡呼聲和體內的腎上腺素分散注意力的時候，情況更是如此。

BCI機師聚精會神

「電一下」雙腿騎一趟自行車

50歲的Vance Bergeron是法國里昂高等師範學院的一名化學工程師。在一場自行車-汽車相撞事故中，他頭部著地，頸椎骨折。醒來之後，Bergeron得知自己再也不能控制雙腿，手臂也只能做有限的運動。有一種叫做FES(功能性電刺激)的技術，可以向萎縮的肢體或殘肢發送電信號、刺激肌肉收縮並恢復一定的運動能力。

坐上輪椅回到實驗室，Bergeron把研究方向轉到了FES上面。實驗室團隊在他本人身上做實驗，找到了如何刺激腿部肌肉，讓腿部彎曲、蹬踏，最後驅動一輛自行車的方法。

越來越先進的動力假肢

真假臂配合開罐頭

其他的半機械人運動會項目則讓更傳統的假肢和輪椅大放異彩。在動力假腿的比賽中，參賽者需要通過樓梯、隨機放置的石頭、斜坡和門等一系列的障礙，更包括在椅子上坐下再站起來這樣的高難度動作。比賽中將會出現像藝術品一樣的智能膝蓋和腳踝，它們可以監測機師在走路過程中受到的力和加速度，並且在跌倒的開始就調整自身姿勢(以保護機師)。

動力假腿的比賽場地

動力假腿項目中的「踏石過河」，需要很高的協調能力

下一屆半機械人運動會將會在2020年的東京舉行，為期7天。到時將會引入與視力有關的項目，也會將部分比賽放在體育場外進行。但對於參加了這次比賽的機師們來說，走在時代的最前端這件事已經足夠讓他們引人關注了。

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