从仿生人到生化人,让假肢也可以成为你身体的一部分
2023-05-20 来源:飞速影视
人类之所以从各种动物斗争之中胜出,并大量繁衍,最终成为地球霸主,主导着世界的一切,甚至还尝试着与大自然做斗争。人类伴随着演化生存至今,从树上到地上,解放出来的双手帮助我们解决生存过程中的很多问题,所以除了凌驾于其他生物之上的智能之外,我们的四肢也是优胜劣汰的主要优势之一。

首先,小编作为一个四肢健全的正常人感到非常庆幸,因为残疾人的生活不论是现实或是心理都是很困难的,因为身体缺陷,他们无法像正常人一样轻松地完成一些任务。就算是现在医疗手段发达,有条件可以为你的身体装上义肢,但义肢和真正的肉体相比,还是有巨大差别的,义肢毕竟只是一个机械装置,你的大脑并感觉不到义肢的存在。根本的原因在于,每当你想要指挥你的义肢产生某种行为,你需要从大脑中的神经元发送信号传送到你的截肢部位与义肢的交界处,让神经信号转化为某种机械传导,从而控制假肢的行动,遗憾的是,假肢的行为不会向你的大脑提交报告,产生一种奇怪的效果:当你控制假肢,假肢确实动了,但你并没有感觉到你的假肢动了。就好比你用假肢踢墙,假肢并不会反馈给你痛觉和假肢的空间感觉。

仿生学,就是集合生物学,数学和工程技术学科的新兴科学。通俗来讲,就是把机械拟生物化,从而既涵盖了动物的特性,也体现了机械的特性,以为人类解决许多问题,范围主要包括:力学仿生,分子仿生,能量仿生和信息与控制仿生。仿生学的应用其实和我们并不陌生,我们的交通工具就利用了仿生学,还有各种生物酶,甚至是机器人智能,都和仿生学有很大的关系。小编这次所介绍的,如何将机械能量转化为生物能量,也是仿生学所要研究的课题。
休·赫尔,是一个仿生学设计师,也是麻省理工的教授。他相信麻省理工学院开发的机器人功能的“神经体现设计”也许在未来可以重新定义人类潜能,甚至成为一个超级英雄。
他以前也是一个放荡不羁的浪子,可如今对仿生学如此着迷,这是为什么?还得从他的经历说起:

1982年,热爱登山的赫尔在英国遭遇登山事故,因为严寒造成腿部组织损伤,迫使不得不在膝盖以下截肢,装上假肢。一副假肢,由24个传感器,6个微处理器和肌肉腱状执行器组成。正是由于仿生学的发展,如今他的假肢如同就是他的真腿一般,可以完成跳跃,跳舞等正常可以完成的动作。
赫尔表示,他虽然可以控制他的假肢,但是这些电脑讯息,无法传入他的大脑中。当他触摸他的假腿没有一点感觉。他希望即使是假腿,也能通过某种技术让机械传给他讯息,可以让他感受到“腿”的存在。如果可以做到,机械和身体的关系,会从根本上改变。
在此之前,假肢本就是区别于身体之外的工具,并不是真正意义上作为人的一部分,身体的一部分,于是我们想到了“神经体现设计”。
在这个设计过程中,设计师设计的生物体本身,肌肉和骨骼以及合成的材料,都用来增强神经系统和人造物之间的双向交流,让人们的假肢安装从仿生人走向生化人。

生化人,定义为利用化学和生物改造过的人类。设计师也想到了这一点,他希望在未来假肢等仿生机械装置不再是身体之外的工具,而是可以被当做身体的一部分。
赫尔对此说道:在这个设计过程中,设计师思考的未来技术,不再是大脑和身体之外的无生命工具;而是技术被集中整合的未来。在这个世界里什么是生物,什么不是;什么是人类,什么不是;什么是天然的,什么不是,之间的界限越来越模糊。在未来人类的新身体会出现,神经体现设计将把我们的神经系统扩展到合成的世界,并将合成的世界集中到我们身体中,这意味着从根本上改变我们是谁的这种观念。

从肢体到身体的各个部位,在未来都可以被构建,应用于人们的身体中,甚至到生物分子的水平。不过如今截肢的医学方法,还停留在美国内战的时期,最主要的缺点就是控制体和本体的感觉,动态肌肉间的相互作用。
从学术上举例来讲,当你脚踝向上翘时前面的腿肌收缩,同时后面的腿肌伸展。脚踝向下的情况恰恰相反。站在生物学角度看,每当肌肉收缩时,肌腱内的生物传感器通过神经向大脑发送讯息。这就是我们不用眼睛看,也可以感受到身体部位的状态的原因。
而截肢打破了这种肌肉的动态关系,失去了感觉,即使装了义肢之后,也不能把义肢的空间的位置讯息反馈给神经系统。患者如不用眼睛观察,就感受不到义肢的存在。
如今麻省理工发明了收缩及伸长肌的神经脉冲界面,就是讲残留的神经连接到外部仿生义肢的方法。当电子讯号触发收缩肌时,同时会拉长另一边的伸长肌,因为收缩肌和伸长肌相连。

两种肌肉的相互作用,会导致肌腱内的生物传感器通过神经向中枢神经系统发送讯息,使得人们可以感受肢体位置。
这种做法确实成功了,赫尔的朋友吉姆曾经同样是因为登山事故,摔断了双腿,但他依旧想要征服山峰,通过这个生化人的团队的帮助下,现在再一次拥有了攀爬山峰的能力。
由此看来,假肢也可以成为身体的一部分,也让许多设想也逐渐变得可能性更大,比如人体可以穿戴通过神经控制的外骨骼,或者是身体全部由机械构成的生化人,也算是为人类未来的发展产生新的向往。

小编也有个猜想:在未来人工智能和生化人对于人类是什么关系呢?