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“黑科技”颠覆残疾定义?

2017-01-24王煜

新民周刊 2017年3期
关键词:黑科技艾米假肢

王煜

这些竞技场上的“黑科技”,也许在未来的某一天,能脱离高高在上的“精英”面貌,给普通残疾人带来希望。而那些即使看上去不那么酷炫的技术和服务,只要切实推行下去,也能为广大残疾群体造福。

耀眼的追光打在36岁的艾米·普尔迪身上,她穿着3D打印的镂空连衣裙,轻盈地踮起脚尖旋转,自由摆动着身躯,与身边橙色的机器臂“库卡”尽情斗舞。曼妙的舞姿,让人几乎忘了这是一位双腿截肢的世界残疾滑雪冠军。而让她能做到这些的,是支撑着她的那双充满科技含量的碳纤维“刀锋”假肢。

2016年里约残奥会开幕式上的这一幕,恰到好处地展现了高科技与残疾人生活之间的紧密联系:随着越来越多“黑科技”的涌现,残疾人得到的帮助日新月异,这样的革新,甚至正在改变人们对残疾的定义,也让人们重新审视科技与残疾人之间的关系。

碳与金属造就的奇迹

19岁时,艾米·普尔迪是个狂热的滑雪爱好者,满脑子都是周游世界的梦想。然而,她在这一年患上了病毒性脑膜炎,昏迷后被送进医院时,医生说她活下来的几率只有2%。最后她虽然躲过了死神,却失去了脾脏、肾脏、左耳听力和两条腿,那时,她觉得自己就像是“拼起来的玩具娃娃”。

出院几个星期后,艾米第一次看到了自己的“新腿”:笨重的金属块和黄色的橡胶脚被管子固定在一起,从脚趾到踝关节上是凸起的丑陋的橡胶线。穿上这样的假肢,一站起来就疼得钻心,行动也格外迟缓。7个月后,艾米回到滑雪场,想继续自己的爱好,却发现膝盖和踝关节没法像过去那样弯曲。她在滑道上摔了个大跟头,人被弹到了空中,假肢却粘在滑雪板上飞速滑下了山坡。

如果靠最初的假肢,艾米不仅不能继续滑雪,连日常的生活也会非常痛苦。幸运的是,科技的发展,给她带来了刀锋式碳纤维假肢。帮助她夺取多个世界滑雪冠军、让她在残奥会开幕式上纵身舞蹈的这种假肢,由30到90层比人类头发更细的碳纤维叶片压制而成,不仅轻巧、坚韧、灵活,还能与使用者的断肢完美结合。

不仅是艾米从事的滑雪项目,在残疾人跑步运动中,碳纤维刀锋假肢也居功至伟。“刀锋战士”奥斯卡·皮斯托瑞斯在2004年雅典残奥会上成为残疾人100米、200米和400米短跑的世界纪录保持者,就是依靠这种假肢。研究发现,这种假肢的弹力极其接近自然人类肌腱,跑起来比健全运动员少25%的能量消耗,最高速度快11%,动用的肌肉也要少很多。一般的残疾人不需要追求竞速,但如此省力的假肢显然也是他们的福音。

高科技假肢的材料不仅仅是碳纤维。钛合金制成的假肢同样非常轻巧坚固,且脚底可拆卸,连接处有气垫及关节弹簧,当穿戴者运动的时候,能起到缓冲作用。在里约,还出现了残奥会上第一个3D打印的假肢,采用聚碳酸酯材料,专为自行车运动员设计。不到24小时,这种聚碳酸酯假肢就能从3D打印机中完成,人们能看到皮肤、肌腱、韧带、软骨和各种各样的“细胞”,从打印机中一层层喷涌而出。这种假肢比以往的产品更轻盈,更符合空气力学,而且是独一无二的“私人定制”。

过去,瘫痪的残疾人只能坐在轮椅上活动,站立起来行走是他们可望而不可及的梦想。美国的一家公司与加州大学伯克利分校合作,经过5年的研发,设计了一款外骨骼机器人,穿上它,残疾人就可以站立行走。这款机器人仿照正常人的骨骼构造设计,足够支撑起上半身,通过电机实现自动行走。穿上这款重12.25公斤的外骨骼,仿佛变身为“钢铁侠”。续航时长8小时、最快行走速度每小时1.8公里,听起来好像不够快,但这对那些曾经以为自己再也站不起来的人来说,已经是巨大的突破。

这种“可穿戴康复助残机器人”在国内也有研发。2015年5月,在南京举办的一个科技成果交易会上,江苏省产业技术研究院机器人与智能装备研究所展示了“暖心大白式”外骨骼机器人。使用时背上机器人驱动器,设置在脚下的传感器会分析使用者的意图。比如想要迈左腿,那么人的重心就会向右边偏移,传感器感受到之后就会控制行动。如果觉得这样不方便,还可以用按钮控制自己的行动。

盲人有了魔幻“读心术”

说到“科幻味”,在残疾人眼里最为传统的轮椅其实也有新发展。首先是减重,当今的残奥会上出现的轮椅重量,已经从最初的23公斤降到了2公斤,而其坚韧程度丝毫没有降低,移动速度还有所提高。更不用说用于竞速的轮椅,同样用上了刀锋假肢的碳纤维材料,还通过风洞实验定制了流线造型,能让乘坐者动得更快。

普通人使用的轮椅,一样可以摆脱四四方方的古板造型。一成不变的造型并不只是会影响残疾人的心情,更关键的是不够贴合身体,坐久了会产生病痛。要解决这个问题,完全根据使用者身体形态个性定制的3D打印轮椅就该出场了——这种轮椅的座椅部分看上去像是一个镂空的吧台椅,重点是能和使用者的腰背部紧密贴合,减少久坐的压力。另外,此款轮椅的座椅和脚踏板可根据使用者的数据,分析出其生理信息。通过App,使用者可以自定义私人轮椅,参与设计。

坐轮椅最大的烦恼之一就是爬楼梯,这个难题也有国产解决方案了。2016年4月,在第十二届重庆高交会暨第八届国际军博会上,一个四个轮子的机器人引人注目。这个机器人个子矮小,看起来像一辆玩具车,但是把它放到楼梯上,它就能一步一步往上爬,速度还挺快。别看它的四条“腿”都是轮子,但爬起楼梯来步伐却很稳,丝毫没有下滑或后退的危险。

据研发者西南大学计算机与信息科学学院人士介绍,这款机器人的攀爬秘诀主要在于其结构,目前偏心轮腿行走装置已获得国家发明专利。“和国内外同类楼梯攀爬机器人相比,其结构简洁、攀爬过程平稳、效率高,特别是其轴间距只有32厘米,为同类结构中最短。”在搭载各种有效载荷后,此类机器人可应用于多种场合,作为残疾人或者老人使用的爬楼轮椅正是它的主要用途之一。国外与之类似的有“平衡轮椅”,可实现两轮直立前行模式,高度可以随意调节,可实现与正常人行走交谈,爬楼梯也没有问题。

能上就能下,轮椅还能帮残疾人入水游泳。腿部残疾人无法使用扶梯下水,英国一家公司为此设计了一款两栖轮椅,配备了可升降平台,可自定义调节入水速度及深度,安装在泳池边缘,充满电可满足50人次使用。

我们对智能手环已经非常熟悉,那盲人专用的智能手环又是怎样的?相比一般人戴智能手环是为了监控心率、睡眠和走路步数等,而盲人最大的需求是感知周围的环境。墨西哥一家企业研发的智能手环,配备了360度感知佩戴者所处环境的传感器,它能根据物体的不同密度发出不同的声音或振动提醒信号,例如前方是一堵墙还是一棵树,手环能把这样的区别告知佩戴者。

通过传感器接收信号、识别环境再振动提醒,已经能对残疾人进行运动的动作矫正。而“读心术”式的科技设备看上去更加“魔幻”:一个耳麦能让滑雪运动员通过脑电波信号指挥雪橇前进的方向;仿生智能眼镜通过摄像头和袖珍电脑捕捉信息,然后输送到神经,盲人可以直接通过神经感应来了解周围环境。这种智能眼镜采用的视网膜弥补技术,其原理路径和人工耳蜗类似。眼镜片上的摄像头将图像转换成电子信号,再将电子信号传到通过外科手术植入患者眼中的电极阵列处。视觉信号通过刺激患者的视神经传到大脑,这样患者就能看到闪光和模糊的形状。

高科技离普通残疾人还有多远?

“黑科技”已经能让残疾人如同普通人一般生活、运动、参加竞技体育,有些技术甚至也被用到提升普通人的能力上,这无疑将逐步改变人们对残疾的定义。可以想象的是,借助科技的进步,将来某些程度肢体残缺的人已经能毫无障碍地生活,那么他们是否还应该被继续贴上“残疾人”的标签,遭遇和普通人不一样的待遇呢?

慢着,在考虑这个问题之前,我们需要面对一个现实:目前的助残高科技,还是太昂贵。

还是从残奥会上说起。26岁的新西兰残疾游泳运动员梅隆·莱斯利天生四肢短小,腿部只有膝盖以上部分,左臂没有前臂,右手只有一根拇指。智能仿生腿C-legs是他在里约奥运会上保住自己创造的世界纪录的“秘密武器”。尽管残奥会游泳比赛禁止在水中使用假肢,但这款仿生假腿对莱斯利的帮助依然是巨大的。假肢内置的传感器可以随时调整适应路面状况,减震器让使用者在穿着时不易感到疲劳,节约宝贵的体力用于训练。更重要的是,假肢的膝盖能够弯曲并支撑体重,方便莱斯利进行高难度训练动作,加强锻炼臀部和腿部的核心肌肉,改善他在水中的平衡感和力量。

无法回避的现实是:这个高科技宝贝,售价7万美元。莱斯利是得到了公共资金的赞助,而很多人对这个价格只能望而却步。

残奥会上,有的短跑队员抗议对手的碳纤维刀锋假肢比自己的高,为此喋喋不休。与此同时,许多发展中国家的运动员还用着自制的假肢和废金属拼凑的支架。一位海地运动员的假肢戴上后疼痛难忍,因此他不得不时常拄着拐杖行走。而另一位尼日利亚举重运动员的假肢,是由兽皮、金属管和细绳拼接起来的。

虽然助残的高科技不仅仅只“特供”残疾运动员,许多器材已经商业化进入市场售卖,但刀锋假肢动辄上万美元、碳纤维轮椅售价达2000英镑、加州大学伯克利分校研制的外骨骼每套4万美元……这样的售价,对身体健全的普通消费者而言压力都很大,更不用提一般的残疾人。

面对残疾人竞技体育领域越来越白热化的科技竞赛,国际残奥委规定:残奥会期间所有的设备制造商必须考虑成本和在消费者市场推出的可能性,确保科技发展的受益者不止是运动员或是其中的“精英”。

这些竞技场上的“黑科技”,也许在未来的某一天,能脱离高高在上的“精英”面貌,给普通残疾人带来希望。而那些即使看上去不那么酷炫的技术和服务,只要切实推行下去,也能为广大残疾群体造福。

例如,上海在推进残疾人事业“十三五”各项开局工作中,残疾人服务热线的手语视频服务将开通,听语残疾人App应用功能实现升级完善。“为1000户农村困难残疾人家庭无障碍改造”继续纳入市政府实事项目,继续实施对800户城镇一、二级肢体残疾人家庭的无障碍改造。在新闻综合频道的午间新闻节目和全市两会的电视直播中,手语播报将使得上海的无障碍信息环境进一步优化,“手语服务千人计划”则会帮助听语残疾人在医院、社区、金融等服务窗口获得更多便利。

科技说到底是一种辅助手段。国际残奥委发言人斯宾塞表示:“里约残奥会体现了运动选手成绩水平的提高,然而,不能说这一切都归因于技术进步。”

无论是残疾运动员还是普通残疾人,即使没有科技帮助,他们也能靠努力和坚强战胜自己、战胜命运;科技,是为此助力的元素,而不是主角。里约残奥会开幕式上艾米踏着“刀锋”与机器人的那段舞蹈,它的名字叫“和谐关系”,这正道出了科技与残疾人关系的真意。

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