2012年,一則關(guān)于慈善行動的新聞?wù)痼@各界——在摩托車事故上失去一條腿的殘疾人Zac Vawter用一條帶發(fā)動機(jī)的假腿,在短短四十五分鐘內(nèi)爬上了芝加哥Willis大廈103層。遠(yuǎn)在瑞士蘇黎世聯(lián)邦科技研究所的生物醫(yī)藥工程師Robert Riener看到這則新聞后,開始反思:我們實(shí)驗(yàn)室里研制出的高科技假肢和其他設(shè)備是不是也可以用這樣的特技表演來吸引人們的眼球呢?——就這樣,他開始勾勒關(guān)于Cybathlon運(yùn)動會的一切。
一開始,他考慮過辦些酷炫的活動,比如使用義肢爬山。他設(shè)計(jì)的設(shè)備是吊鉤形式的,當(dāng)人們彎曲殘存肢體上的肌肉時,這個設(shè)備通過連接線來控制運(yùn)動。它能很好地支持人們做出大幅動作,但是無法精細(xì)地控制肌肉活動。但在2013 年,有位因癌癥失去手臂并戴上義肢的熟人告訴 Riener ,他買電影票時要很費(fèi)力地掏出錢包,然后抽出錢,每當(dāng)此時,他都能感覺到身后的人不耐煩的眼神。這讓Riener 猛然意識到,對于使用義肢的人來說,解決這些日常生活中遇到的困難比高能義肢設(shè)計(jì)有著更大的實(shí)際意義。因此,他決定以一種與殘奧會完全不同的方式來打造Cybathlon。
就這樣,經(jīng)過四年的籌劃和準(zhǔn)備,2016年十月,高科技假肢運(yùn)動會Cybathlon將在瑞士舉辦。這項(xiàng)賽事由瑞士國家競賽研究中心主辦,其宗旨有三:促進(jìn)殘疾人輔助系統(tǒng)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)交流、提高對殘疾人輔助科技公共意識、幫助殘疾人運(yùn)動員利用科技的幫助完成比賽。正如Robert Riener曾說——“我想人們已經(jīng)被互聯(lián)網(wǎng)和好萊塢電影給寵壞了,而我們想讓人們看到生活中還存在困難和挑戰(zhàn)?!盋ybathlon有志于幫助殘障人士克服最大的困難。
屆時,赴賽的有科學(xué)家、工程師、技術(shù)支持員工及參賽人員(均為殘障人士)等約三百位。其中既有小型團(tuán)隊(duì),也有世界上最大的假肢生產(chǎn)商Otto Bock。大賽參照殘奧會,以六個競速項(xiàng)目為主,分別為自行車、下肢、輪椅、外骨骼及手臂假體,以及為全身癱瘓運(yùn)動員打造的人腦與計(jì)算機(jī)交互的比賽。每位參賽者將在六項(xiàng)比賽中選擇一項(xiàng),挑戰(zhàn)自己處理日常生活中雜務(wù)的能力。
動力輪椅賽
動力輪椅賽大概是六項(xiàng)比賽中應(yīng)用科技最顯著的項(xiàng)目。運(yùn)動員要駕駛動力輪椅通過圓錐和其它路障等障礙物,這需要輪椅操作者同時掌握前進(jìn)和倒退的技能。
動力臂膀假肢賽
前臂或上臂尚存的截肢運(yùn)動員將裝上能夠運(yùn)動的外接假肢設(shè)備(動力臂膀假肢),完成兩項(xiàng)要求手和手臂參與的比賽。
動力腿部假肢賽
膝蓋以上截肢的運(yùn)動員將用運(yùn)動外接假肢設(shè)備(動力腿部假肢)進(jìn)行比賽。
動力外骨骼設(shè)備賽
脊柱受傷的運(yùn)動員要穿上外骨骼設(shè)備進(jìn)行步行項(xiàng)目比賽。
功能性電刺激自行車賽
有些脊柱完全受傷的運(yùn)動員無法參加動力外骨骼設(shè)備賽,那么他們可以選擇參加FES(功能性電刺激)自行車賽,在圓形賽道上競技。
腦機(jī)接口(BCI)比賽
運(yùn)動員將用腦機(jī)接口控制計(jì)算機(jī)中的角色比賽速度,這意味著他們只能用自己的大腦控制角色。
毫無疑問,腦機(jī)接口(BCI)競賽是六個項(xiàng)目中最奇怪的—— 15 名運(yùn)動員穿戴著設(shè)備,筆直地在賽場上坐四分鐘,現(xiàn)場大屏幕上放映著他們大腦里出現(xiàn)的內(nèi)容。每名運(yùn)動員都將利用大腦活動特定的模式嘗試引導(dǎo)一個屏幕上的字符通過障礙物,字符由一個電極帽轉(zhuǎn)換成三個命令:加速、躍過障礙或者翻滾過激光。
洛桑的瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院神經(jīng)科學(xué)家 José del R. Millán 認(rèn)為,這個電子信號很弱且各不相同,所以可能很難在各種命令中被區(qū)分開來,尤其當(dāng)一名運(yùn)動員因?yàn)楸荣愔械臍g呼和腎上腺素分心時,持續(xù)專注于任務(wù)是非常消耗精力的。目前,他的團(tuán)隊(duì)正在研究如何預(yù)測思維模式,以使這種聯(lián)系更加自然,同時使運(yùn)動員更加放松。
BCI 可能不再會應(yīng)用于真實(shí)的跳躍和跑步中,因?yàn)樘綔y肌肉中的電子活動非常簡單。但是如果在降低這類設(shè)備的制作成本的前提下,還能保障精確度的話,他們可能會幫助殘障人士引導(dǎo)輪椅、游標(biāo),甚至是帶有 Skype 功能的機(jī)器人,讓他們參與到比賽中來。“事實(shí)上,你能在實(shí)驗(yàn)里開發(fā)這個技術(shù)然后將它做出來,就意味著這個技術(shù)是有前景的。”英國??巳卮髮W(xué)的博士后Matran-Fernandez 如是說。
作為學(xué)界和業(yè)界交流的極佳平臺,Cybathlon將見證更多頂尖機(jī)器人的誕生,從而為殘障人士解決更多切實(shí)的難題。
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