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生化人奥运:这里没有冠军,只有科技的胜利
上传时间:2020-07-24点击:217次
生化人奥运:这里没有冠军,只有科技的胜利

2012 年,一则关于慈善行动的新闻震惊各界 —— 在摩托车事故上失去一条腿的身障人士 Zac Vawter 用一条带发动机的义腿,在短短四十五分钟内爬上了芝加哥 Willis 大厦 103 楼。远在瑞士苏黎世联邦科技研究所的生物医药工程师 Robert Riener 看到这则新闻后,开始反思:我们实验室里研发出的高科技义肢和其他设备是不是也可以做到这种程度呢?就这样,他开始勾勒关于 Cybathlon 运动会的一切。

一开始,他考 虑过办些酷炫的活动,比如使用义肢爬山。他设计的设备是吊鈎形式的,当人们弯曲肢体上的肌肉时,这个设备通过线路来运动。它能很好地支援人们做出大动作,但是无法精準控制肌肉活动。但在 2013 年,有位因癌症失去手臂并戴上义肢的熟人告诉 Riener ,他买电影票时要很费力地掏出钱包,然后抽出钱,每当此时,他都能感觉到身后的人不耐烦的眼神。这让 Riener  猛然意识到,对于使用义肢的人来说,解决这些日常生活中遇到的困难比高能义肢设计有着更大的实际意义。因此,他决定以一种与身障奥运完全不同的方式来打造 Cybathlon。

就这样,经过四年的筹划和準备,2016 年十月,高科技义肢运动会 Cybathlon 将在瑞士举办。这项赛事由瑞士国家竞赛研究中心主办,其宗旨有三:促进身障人士辅助系统的发展和科学技术交流、提高对身障人士辅助科技公共意识、帮助身障人士选手利用科技的帮助完成比赛。正如 Robert Riener 曾说 ——「我想人们已经被互联网和好莱坞电影给宠坏了,而我们想让人们看到生活中还存在困难和挑战。」Cybathlon 有志于帮助身障人士克服最大的困难。

生化人奥运:这里没有冠军,只有科技的胜利

届时,赴赛的有科学家、工程师、技术支援员工及参赛人员等约三百位。其中既有小型团队,也有世界上最大的义肢生产商 Otto Bock。大赛参照身障奥运,以六个竞速项目为主,分别为自行车、下肢、轮椅、外骨骼及手臂假体,以及为全身瘫痪选手打造的人脑与电脑交互的比赛。每位参赛者将在六项比赛中选择一项,挑战自己处理日常生活中 杂务的能力。

动力轮椅赛

动力轮椅赛大概是六项比赛中应用科技最显着的项目。选手要驾驶动力轮椅通过圆锥和其它路障等障碍物,这需要轮椅操作者同时掌握前进和倒退的技能。

动力臂膀义肢赛

前臂或上臂尚存的截肢选手将装上能够运动的外接义肢设备,完成两项要求手和手臂参与的比赛。

动力腿部义肢赛

膝盖以上截肢的选手将用运动外接义肢设备进行比赛。

动力外骨骼设备赛

脊柱受伤的选手要穿上外骨骼设备进行步行项目比赛。

功能性电刺激自行车赛

有些脊柱完全受伤的选手无法参加动力外骨骼设备赛,那幺他们可以选择参加 FES自行车赛,在圆形赛道上竞技。

脑机连结比赛

选手将用脑机连结控制电脑中的角色比赛速度,这意味着他们只能用自己的大脑控制角色。

生化人奥运:这里没有冠军,只有科技的胜利

毫无疑问,脑机接口竞赛是六个项目中最特别的 —— 15 名选手穿戴着设备,笔直地在赛场上坐四分钟,现场大萤幕上放映着他们大脑中出现的内容。每名选手都将利用大脑活动特定的模式尝试引导一个萤幕上的标誌通过障碍物,标誌由一个电极帽转换成三个命令:加速、跃过障碍或者翻滚过雷射。

洛桑的瑞士联邦理工学院神经科学家 José del R. Millán 认为,这个电子讯号很弱且各不相同,所以可能很难在各种命令中被区分开来,尤其当一名选手因为比赛中的欢呼和肾上腺素分心时,持续专注于任务是非常消耗精力的。目前,他的团队正在研究如何预测思维模式,以使这种联繫更加自然,同时使选手更加放鬆。

BCI 可能不再会应用于真实的跳跃和跑步中,因为探测肌肉中的电子活动非常简单。但是如果在降低这类设备的製作成本的前提下,还能保障精确度的话,他们可能会帮助身障人士引导轮椅、游标,甚至是带有 Skype 功能的机器人,让他们参与到比赛中来。「事实上,你能在实验里开发这个技术然后将它做出来,就意味着这个技术是有前景的。」英国埃克塞特大学的博士后研究员 Matran-Fernandez 如此说。

作为学界和业界交流的极佳平台,Cybathlon 将见证更多顶尖机器人的诞生,从而为身障人士解决更多切实的难题。

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