花60亿美元造“无敌金刚”

　　4月3日，在美国旧金山举行的2006年实验生物学研讨会上，美国科学家们公布了仿生人的最新研究成果，并展示了由各个大学科学家们研制的实验产品，包括会弹钢琴的仿生手臂、被植入微型芯片和摄像头的仿生眼、能负重90公斤的仿生腿、仿生耳等。美国解剖学家协会还宣布了一个设想制造仿生人的计划。该计划名为“60亿美元人类”，典故源于1970年代的美国电视剧《无敌金刚》（TheSixMillionDollarMan又译《600万美元人类》），在这部电视剧中，科学家把一名重伤飞行员的双腿、右手及左眼都换上了电子零件，将他改造成了一个仿生强人。  



　　仿生人的幸福生活

　　美国田纳西州的巡道工耶西·苏利文2001年在工作时不小心碰到电线。在经受烧伤的巨大疼痛后，又不幸地失去了双臂。而现在，幸运的苏利文是世界上第一位仿生人，也是第一个亲身体验用大脑控制假臂的残疾人。



　　安上假臂  由大脑控制

　　智能手臂的开发者是芝加哥康复研究所的托德·基肯，在经过多年的研究和对电脑模型的分析后，他和同事得出了结论：放置在皮肤上的电极能够辨别出相邻的肌肉发出的信号，这样每一片肌肉就都能够指挥一个单独的电机。  

　　基于这一结论，基肯开始了自己的智能手臂设计。他搜集了最好的手臂组件，包括惟一一种能感知压力、带有能弯曲的手腕的机械手和能调节肘部弯曲度及伸展度的BostonDigitalArm假肢。但如果没有基肯在神经外科学上的成果，截肢患者根本无法控制如此复杂的设备。

　　因为对一条仿生手臂来说，最大的挑战是必须能够有效回应使用者的大脑指令。通过新型神经传导工具，科学家们让仿生手臂的使用者恢复对各种手部动作的协调控制。

　　托德·基肯选择了苏利文试用自己开发的智能手臂。经过了神经外科手术装上智能手臂后，苏利文经过训练，已经能灵活自如地运用他的假肢，完成很多正常人才能做到的动作。他的大脑发出神经信号会触发连接在胸肌上的神经，这些神经信号再激活肩膀、肘部、手腕或手指的电极。



　　灵活转掌自然用刀叉

　　手术后，苏利文能自如地做出伸展手臂、同时旋转手掌，也能感知手中物体。

　　基肯的伙伴——西北大学的生物医学工程师理查德·韦尔发明了一种用电机驱动的铝环氧树脂手臂旋转器，它能使苏利文的手臂自动向其身体旋转。这使得苏利文成为第一位能自然地戴帽子或用刀叉吃饭的截肢患者。

　　尽管苏利文的假肢还不能像真正的人体手臂那样完成精确的动作，不过为他制造假肢的团队却有着更加远大的目标。韦尔正在研制一种注射式的、米粒大小的植入装置，将它们植入苏利文的胸肌后就能传输更为准确的信号，从而使手臂的运动更为精确。基肯则正在对算法进行改进，让手掌和手臂连接处的运动更加流畅。而苏利文已经等不及想要开着卡车去钓鱼了。他说，“以后我的生活会越来越精彩。”



　　仿生终极目标:

　　笨蛋变超人

　　其实在仿生学技术不断进步后，不止是苏利文，更多人的生活将因此而变得更幸福。

　　1959年，科学家们曾提出一个大胆的设想，制造一些类似人类有智慧、有记忆、能做繁复工作的机器──仿生机器人。他们把这种将生物结构的组成和电脑、电子及建造工艺的合成技术称为仿生学。

　　仿生人在许多功能上都优于人类,比如视讯系统增添了电脑辅助资讯,使得原先肉眼所能接收的光波范围无限扩大,肌肉体也超越常人;更为重要的是,庞大可资利用的资料库,往往在最需要的时候发挥功能,协助人类进行准确判断。

　　机器人技术的最终目标是创造由活体器官和人造元件组成的仿生体。如今，这一目标已不再是纯粹的科学幻想了。一些实验室完成了把大脑神经元和点子元件结合在一起的研究工作。残疾人将是这种技术的首批受益者，人体能力的改善似乎将是这类技术进步的必然结果。



　　仿生“装备”

　　仿生眼：让盲人看书

　　加州斯坦福大学教授丹尼尔·帕兰克尔领导的实验小组则设计了一只仿生眼，眼角膜中植入了微型感光芯片用来探测图像。芯片从安置在护目镜上的摄像头处接收信号，在光线波长低于可见光的情况下也能看见东西，从而使夜视成为可能。帕兰克尔说，这项研究的最终目的是制造一种仿生眼，能使盲人分辨出不同人的脸并能阅读大字号印刷品。



　　仿生手：灵活手指可操作键盘

　　新泽西拉特格斯大学教授威廉·克雷柳斯描述了由他们制造，并命名为“Dextra”的仿生学手臂。手臂末端有完整的手掌和五根手指，每根都可以独立接受大脑对神经系统下达的指令，这种交流依靠植入人工肢体的电脑协调完成。

　　根据克雷柳斯的描述，仿生手臂上有标准插头和感应硅树脂袖套接在截肢者肘部以下，经过一段时期的简单训练，使用者只需通过想象必要的手部动作就可以控制手臂的运动。甚至，在经过训练后手指可以进行键盘操作之类的精细动作。



　　仿生腿：扛重物做“神行太保”

　　加利福尼亚大学伯克利分校的霍马允·卡泽鲁尼博士设计的是一双强有力的机器腿，附加的机械动力可以让使用者有能力搬运90公斤的重物。“我们准备创造一副外部骨骼，它将兼具人体控制系统与机械肌肉，”卡泽鲁尼说。

　　另外，冰岛奥苏尔公司和美国汉尔整形外科服务公司共同研制出一种仿生智能腿，3月30日世界上第一个安装仿生智能腿的患者——美国退役士兵邓纳姆向媒体展示了这种帮助他重新拥有行走能力的假腿。

　　仿生智能腿由电池提供能量，内设的芯片可通过传感器判断出健康腿的运动方向和速度，从而让假腿和健康腿保持协调，使患者动作更自然，省力。

　　不过，仿生智能假腿要全面推向市场还有待改进，因为它只适用于身高1米62以上、体重在61公斤到90公斤间的患者。改进之后，智能假腿可以让老年人以及残疾人可以更加灵活；而军队希望这种仿生腿可以帮助士兵们携带更多装备，变成“神行太保”。



　　仿生耳：能复制脑活动

　　耳朵也是人体不可缺少的一部分。德国萨尔大学的沃纳·纳赫迪加尔和峰利听觉中心的史蒂芬·劳纳教授已经开发出一种新的助听器。这种助听器被植入一种微型晶片，它能复制脑部和耳朵之间的互相作用，通过刺激听觉神经接收声音。劳纳教授说：“我们的耳朵有定位、辨别不同声音的能力，新的仿生耳可以模拟耳朵的这些功能”。



　　机器外衣：让人轻易搬运重物

　　日本筑波大学研究所2005年6月研制出机器外衣，能将使用者的力气增强一倍。研究人员称，研究机器外衣是为了帮助老年人更好地独立生活，同时他们表示，美国橄榄球运动员对这种外衣很感兴趣。