带机身马达的尼康单反 带马达的腿



    带马达的腿?难道整天戴一条嘟嘟作响的马达腿走来走去?尽管世界上最难制造的器械是假肢,但假肢制造者们还不至于这么“不近人情”。

    文/黄祺

  世界上最难制造的器械是什么?有没有想过,是假肢。

  古老的假肢

  假肢的历史,与人类文明史的长度相差无几,但是,它的“进化速度”,却并不那么快,因为假肢实在是最难制造的器械。任何其他器械只需完成某些固定的任务,但人的躯体如此灵活,他们大脑里的想法瞬息万变,要让一个没有“脑子”的器械去与人的躯体一道工作,满足人千奇百怪的愿望,的确是为难了它。

  如今被公认为世界最古老的假肢是戴在一个古埃及贵妇脚上的,她的假大脚趾是用木头做的,用皮绳拴在脚上。发现它的科学家们对这个简陋的假脚趾非常感兴趣,因为他们还试图证明,这个假脚趾不仅是最早的假肢,而且是最早的“真正的”假肢。

  埃及木乃伊上也曾发现过假脚趾,但它们在死者生前并没有帮上主人什么忙,它们是在人死后被戴上去的。古埃及文化相信,人不朽的灵魂必然要到达来世,所以躯体必须保存完好,这样才能穿越时空,如果身体有残缺,一定要做一些弥补,比如佩戴假肢。

  但科学家们怀疑,大约3000年前去世的这位贵妇,似乎生前就已经使用了这个假的大脚趾,因为假脚趾看上去很灵活,而且有磨损的痕迹。研究者们打算制造假脚趾的复制品,然后给残疾的志愿者使用,看它是不是能够对残疾人的行动有所帮助。

  在此之前,公认为人类历史上最古老的假肢是公元前3世纪罗马人的假腿,假腿用青铜制成,收藏在英国伦敦皇家外科学院,第二次世界大战中毁于炮火之中。

  早期的假肢,只能发挥最原始的功能,比如,用假腿来解决平衡问题,一条假腿的作用就是撑住被截肢的腿,让人不会摔倒。这些简陋的最早假肢所用的材料也是多种多样。在哈萨克斯坦大约300年前的陵墓中发现的一具女青年骸骨上,人们发现她的左脚已被截肢,替代品是两根公羊骨。

  在此后的发展中,假肢的设计开始考虑舒适和灵活性。比如出现了木材做的连接肢体和假肢的接受腔,一个美国士兵还把橡胶制的缓冲垫放在踝关节处,这就是日后缓冲器的雏形。事实上,战争与假肢业有着非常“暧昧”的关系。第一次世界大战后,德国有数万人成了截肢者,假肢业因此获得发展。第二次世界大战后,美国、苏联、日本的假肢业也得到了很大发展,合金、塑料等新型材料被应用到现代假肢中。

  仿生的假腿

  今天,最新的假肢研究已经把目光投向了“仿生学”。顾名思义,开发者们希望一个假肢能够像真正的人的肢体一样,灵活自如。不过,这个“仿生”的过程才刚刚起步,等待研究者们的是重重困难。一个最大的问题是,我们的手指之所以知道抓住茶杯,我们的脚之所以知道抬起跨上台阶,是因为有大脑的指挥:大脑发出的命令通过神经,号召肌肉作出相应的动作。而假肢,与截肢者的大脑是没有神经联系的,最好的办法是,在人的大脑中植入芯片,芯片发射假肢可以接收的信号。或者,将假肢的一部分植入肢体,让它与真的骨骼相连。可惜,目前假肢的发展离这个理想还有不短的距离。

 带机身马达的尼康单反 带马达的腿
  还是回到现实吧。既然假肢和真正的肢体还有很多不同,研发假肢的机构最大的努力就是让假肢不成为使用者的负担,而且还要帮助使用者。

  最新的产品是一种具有带动力的膝关节,它让假肢的功能又大大提高了一步,这也是世界上第一款带动力的智能假肢下肢。如果一个使用假腿的人长距离行走或者要上楼下楼,时间一长就会被假腿所累,过去,我们都在材料上、灵活性上解决“负担”问题,现在新的假腿,干脆就在膝关节中装一个马达,让它提供动力代替人的力气去控制假腿的行动。

  听起来有些难以想象,难道整天戴一条嘟嘟作响的马达腿走来走去?而且,这马达怎么知道人何时需要它的帮助,它又怎么能使出合适的劲来?这些问题实际上都已得到解决。虽然马达有一定的重量,但还不至于笨重得像拖拉机,精巧得感觉不到震动。而这种“智能膝盖”安装了“感应器”,它可以根据人的行动趋势,来作出怎样运行的判断,也就是说,假膝盖能感应人抬起腿的趋势,然后马达立即运转帮膝盖“使劲”。马达的动力来自一块锂电池,一般来说,正常使用一天这种假肢,需要充一次电,如果是爬一天的山,恐怕电量就不够了。

  问题是,目前恐怕没有多少人有能力使用最先进的假肢,研发这种动力膝关节的奥索公司负责人说,一套装配动力膝关节的假肢,售价可能要相当于一辆“奔驰600”。“新技术刚问世时,产品的成本都比较高,我们希望随着技术的进步,价格会下降一些”,这家公司研发部门负责人说,“就像当年手机也非常昂贵一样。”

  

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