机械手升起奥运梦

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北京冬殘奥会的火炬传递仪式上，有两位火炬手引人注目：装了上肢助力外骨骼的女火炬手叫彭园园，火炬被紧握在她的机械手当中；另外一位火炬手叫杨淑亭，她借助下肢助力外骨骼站立、行走，火炬插放在她腰间的机械配件上。

这些复杂的机械结构和火炬手达成一种和谐的“共生”关系：机械装置能及时响应她们想做但肉身做不到的动作，就像是人类机能的自然延伸一样。这种装在人身上的机电一体化装置被称作“外骨骼”。它拥有一个非常完整的系统，分布在各处的传感器实时采集人体的姿势、力量、运动趋势等信息，然后传到设备内置的电脑或控制中心，“大脑”开始分析，接着判断人体意图驱动外骨骼元件，一般通过电机和液压等方式带动机械产生相应动作。

外骨骼能支撑和保护使用者的身体，是人体机能的补充，也能辅助甚至是放大使用者的动作，是对人体机能的增强。比如，失去双腿的人穿戴下肢外骨骼能站立、行走；瘦弱的普通人穿戴外骨骼后，能扛起的重量胜过举重冠军。

外骨骼的技术研发始于20世纪60年代，当时由美国国防部支持的“Hardiman”项目打造出了一款外骨骼原型机，用来帮军人搬抬重物，它的举重极限达到了682公斤。但这款外骨骼自身的重量也达到了680公斤，有28个连接头。这样一套庞然大物，每秒只能走0.76米，响应速度也无法保证。这对于军用场景来说，简直就是灾难，于是很多科研机构开始转向医疗康复场景。

随着技术的进步，外骨骼逐渐覆盖了军事合作、医疗康复、灾场救助、工厂制造等场景，也变得更轻、更小、更舒适、更安全。

体育赛事也在推动外骨骼的进化。由苏黎世联邦理工学院发起的半机械人奥运会（Cybathlon），残疾运动员可以使用机械义肢、脑机接口、外骨骼等外设参赛。2020年，竞赛列出了六大项目，选手需要完成像上台阶、做饭、玩电子游戏等动作，在最短时间内完成最多任务者获胜。

无论奥运会、残奥会，还是半机械人奥运会，都是对人类极限的挑战。当看到选手用机械手装上一只灯泡，或从轮椅上站起迈出不寻常的一步，相信你也会备受鼓舞。

（阿紫摘自“果壳硬科技”微信公众号，视觉中国图）