MIT截肢教授：腦機接口開(kāi)創(chuàng )人類(lèi)和機器“互操作”新時(shí)代

　　來(lái)自麻省理工學(xué)院(MIT)的Hugh Herr教授是MIT媒體實(shí)驗室(MIT Media Lab)生物機電工程領(lǐng)域的負責人。在媒體實(shí)驗室，他致力于開(kāi)發(fā)增強人類(lèi)身體能力的機器設備。在BBC記者Dave Lee與他討論“腦機接口”的相關(guān)話(huà)題時(shí)，他說(shuō)：

　　“我們正處于人類(lèi)歷史的關(guān)鍵轉折點(diǎn)。……我們在將神經(jīng)系統與已經(jīng)建好的世界融合起來(lái)。我們當前使用的技術(shù)與人類(lèi)的神經(jīng)系統相分離，但我們正在建立融合人類(lèi)生理學(xué)的人機關(guān)系，并逐步向這一新時(shí)代過(guò)渡。”

　　他的這番言論其實(shí)是他個(gè)人經(jīng)驗的真實(shí)寫(xiě)照。

　　Herr教授的另一個(gè)身份是一名登山者。不過(guò)不幸的是，在1982年他18歲時(shí)，他在攀登新罕布什爾州華盛頓山(Mount Washington)的過(guò)程中和伙伴被困在暴風(fēng)雪中。在他們被援救人員救出之后，Herr本人因為凍傷而不得不接受雙腿自膝蓋以下的截肢。

　　在2012年，Herr教授裝上了非常復雜的機械仿生義肢?；貞浧疬@一場(chǎng)景，Dave Lee是這樣描述的：

　　“在倫敦，我親眼見(jiàn)到他讓滿(mǎn)屋的人感動(dòng)流淚。當時(shí)，他第一次在公眾面前穿上這兩個(gè)非常復雜精巧的義肢。這兩個(gè)義肢讓他能夠再次自然、優(yōu)雅地行走。”

　　裝上假肢的Herr教授依舊能夠勇敢攀巖。

　　如今，Herr教授的研究也和他的義肢有關(guān)。在MIT媒體實(shí)驗室，Herr教授和他的研究組致力于開(kāi)發(fā)幫助殘疾人的科技裝置。他們的目標是逐漸減少殘疾對人類(lèi)的影響。

　　不過(guò)，隱藏在這一目標之下的，是Herr教授通過(guò)義肢實(shí)現“腦機接口”的理想。

　　幫助殘疾人：能夠感知環(huán)境的智能義肢，才是能真正幫助殘疾人的義肢

　　在裝上義肢后，Davis的第一場(chǎng)表演立刻引起了公眾轟動(dòng)，也讓Herr教授站上了TED的演講臺。

　　在Herr教授位于MIT的實(shí)驗室中，他們在使用機械模擬人體能做到的一些工作。對于人體來(lái)說(shuō)，下樓、跳躍這些事情非常簡(jiǎn)單;但對于工程師手中的義肢來(lái)說(shuō)，這些事情卻是極其復雜的。

　　BBC記者Dave Lee采訪(fǎng)了實(shí)驗室中的一名博士生，Roman Stolyarov。Stolyarov對他展示了他們正在開(kāi)發(fā)的義肢，并告訴他義肢的設計理念與無(wú)人駕駛車(chē)輛的傳感器系統非常相似。

　　Stolyarov向Lee舉了一個(gè)例子：在下樓梯的過(guò)程中，不管人類(lèi)是否意識到了這一動(dòng)作，人的大腦都可以本能地讓腿部準備好踏上更低的臺階，但讓義肢去做同樣的事情則非常困難。不過(guò)他們正在設計的義肢就能為下樓的動(dòng)作做“準備”。

　　“義肢中的電機能夠模擬真正的踝關(guān)節。(義肢)周?chē)膫鞲衅髂軌蚺袛噙@條腿是在空中還是在地面上，從而能夠讓人感覺(jué)是在真正進(jìn)行行走，而不是在使用一個(gè)毫無(wú)生氣的義肢。”

　　在下樓過(guò)程中，義肢能夠識別這條腿在空氣中還是在地面上。

　　幫助健全者：動(dòng)力外骨骼，幫助人體“硬件升級”

　　Herr教授并不只是想用他的研究幫助殘疾人。在設計殘疾人輔助器具之外，他還希望能夠用“人體外骨骼”這一形態(tài)提升人類(lèi)的運動(dòng)極限。另一名研究者Tyler Clites解釋稱(chēng)，外骨骼可以將行走時(shí)的體力消耗減少25%：

　　“如果你實(shí)際行走了100英里，你只會(huì )感覺(jué)自己走了75英里……我們今天就能實(shí)現這項技術(shù)。我認為這些設備在未來(lái)幾年中就會(huì )被商業(yè)化。”

　　“人體外骨骼”這個(gè)概念并不是新鮮事。實(shí)際上，除了Herr教授和他的團隊，不少研究人員也在開(kāi)發(fā)類(lèi)似的舉措。一個(gè)實(shí)際應用的案例就是美國零售連鎖店Lowes正與弗吉尼亞理工大學(xué)合作，為其員工研發(fā)外骨骼，以協(xié)助他們執行貨物搬運。

　　Lowes商店的人體外骨骼輔助設備。

　　對于這一前景，Clites是這么評價(jià)的：

　　“我確實(shí)認為，我們正在進(jìn)入這樣的一個(gè)新時(shí)代：生物系統和人造系統之間的界限正變得十分模糊。”

　　Clites也知道他們的研究可能會(huì )引起一些爭議，比如有些人認為“體外骨骼”技術(shù)能夠讓買(mǎi)得起的“富人們”更強，而窮人們更弱。不過(guò)他的導師Herr教授卻并不擔心。他對Lee說(shuō)：

　　“機器設備的價(jià)格將直線(xiàn)下降，很難說(shuō)社會(huì )上是否會(huì )出現大規模的兩極分化。”

　　據稱(chēng)，美國也將使用“人體外骨骼”技術(shù)打造“超級士兵”。

　　Herr教授的研究從義肢起，但是很有可能終于被機器設備“強化”的全人類(lèi)。不過(guò)Herr教授也承認“強化人類(lèi)”的未來(lái)還有一點(diǎn)遠。目前他的研究重點(diǎn)還在于使用“腦機結合”理念讓人類(lèi)與義肢產(chǎn)生更好的配合。

　　對于這個(gè)問(wèn)題，Herr教授表達了他對機電工程在殘疾人領(lǐng)域運用現狀的失望。在他看來(lái)，目前的醫療行業(yè)需要在這個(gè)問(wèn)題上有很多改進(jìn)：

　　“從內戰時(shí)期至今，醫院中使用的截肢方法幾乎沒(méi)有根本性的改變。當我們看到機器人技術(shù)與機電一體化技術(shù)取得巨大進(jìn)步時(shí)，我們卻沒(méi)有看到截肢手術(shù)取得相應的進(jìn)展。

　　這種情況現在正被改變。我們正在重新設計截肢的方式，以創(chuàng )造正確的機械和電氣接口環(huán)境。”

　　未來(lái)，Herr教授將推動(dòng)讓人類(lèi)大腦直接控制義肢的“腦機接口”技術(shù)。這樣，義肢不僅能夠實(shí)實(shí)在在地幫助使用者，還能真正讓殘疾人真正感覺(jué)自己的身體重新變得完整。

　　Herr教授坦承，最讓他感動(dòng)的是這樣的情形：

　　“我們在臨床上有這樣的經(jīng)歷：當我們把這些義肢連接到人們身上，并聽(tīng)取他們的意見(jiàn)時(shí)，他們會(huì )告訴我們：‘我的肢體已經(jīng)恢復了，我痊愈了，這是我身體的一部分’。”

　　近幾年來(lái)，“腦機接口”是一個(gè)貌似非?？苹?、實(shí)際令開(kāi)發(fā)者非常關(guān)注的一個(gè)話(huà)題。Facebook弄出了“意念打字”，Elon Musk建立了Neuralink……但是Herr教授的研究給“腦機接口”指明了一條新路：“腦機接口”可以被用在幫助殘疾人士的領(lǐng)域，讓他們不再因為難以使用的義肢而受苦。

　　Herr教授認為，通過(guò)人類(lèi)和機器的如此配合，我們在逐漸進(jìn)入人類(lèi)和機器“互操作”的時(shí)代。