「生化人」奧運:這裡沒有冠軍,只有科技的勝利

這項賽事由瑞士國家競賽研究中心主辦,其宗旨有三:促進身障人士輔助系統的發展和科學技術交流、提高對身障人士輔助科技公共意識、幫助身障人士選手利用科技的幫助完成比賽。
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本文原刊於 合作媒體雷鋒網 ,INSIDE 授權轉載。

2012 年,一則關於慈善行動的新聞震驚各界 —— 在摩托車事故上失去一條腿的身障人士 Zac Vawter 用一條帶發動機的義腿,在短短四十五分鐘內爬上了芝加哥 Willis 大廈 103 樓。遠在瑞士蘇黎世聯邦科技研究所的生物醫藥工程師 Robert Riener 看到這則新聞後,開始反思:我們實驗室裡研發出的高科技義肢和其他設備是不是也可以做到這種程度呢?就這樣,他開始勾勒關於 Cybathlon 運動會的一切。

一開始,他考 慮過辦些酷炫的活動,比如使用義肢爬山。他設計的設備是吊鈎形式的,當人們彎曲肢體上的肌肉時,這個設備通過線路來運動。它能很好地支援人們做出大動作,但是無法精準控制肌肉活動。但在 2013 年,有位因癌症失去手臂並戴上義肢的熟人告訴 Riener ,他買電影票時要很費力地掏出錢包,然後抽出錢,每當此時,他都能感覺到身後的人不耐煩的眼神。這讓 Riener  猛然意識到,對於使用義肢的人來說,解決這些日常生活中遇到的困難比高能義肢設計有著更大的實際意義。因此,他決定以一種與身障奧運完全不同的方式來打造 Cybathlon。

就這樣,經過四年的籌劃和準備,2016 年十月,高科技義肢運動會 Cybathlon 將在瑞士舉辦。這項賽事由瑞士國家競賽研究中心主辦,其宗旨有三:促進身障人士輔助系統的發展和科學技術交流、提高對身障人士輔助科技公共意識、幫助身障人士選手利用科技的幫助完成比賽。正如 Robert Riener 曾說 ——「我想人們已經被互聯網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。」Cybathlon 有志於幫助身障人士克服最大的困難。

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屆時,赴賽的有科學家、工程師、技術支援員工及參賽人員(均為身障人士)等約三百位。其中既有小型團隊,也有世界上最大的義肢生產商 Otto Bock。大賽參照身障奧運,以六個競速項目為主,分別為自行車、下肢、輪椅、外骨骼及手臂假體,以及為全身癱瘓選手打造的人腦與電腦交互的比賽。每位參賽者將在六項比賽中選擇一項,挑戰自己處理日常生活中 雜務的能力。

動力輪椅賽

動力輪椅賽大概是六項比賽中應用科技最顯著的項目。選手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和倒退的技能。

動力臂膀義肢賽

前臂或上臂尚存的截肢選手將裝上能夠運動的外接義肢設備(動力臂膀義肢),完成兩項要求手和手臂參與的比賽。

動力腿部義肢賽

膝蓋以上截肢的選手將用運動外接義肢設備(動力腿部義肢)進行比賽。

動力外骨骼設備賽

脊柱受傷的選手要穿上外骨骼設備進行步行項目比賽。

功能性電刺激自行車賽

有些脊柱完全受傷的選手無法參加動力外骨骼設備賽,那麼他們可以選擇參加 FES(功能性電刺激)自行車賽,在圓形賽道上競技。

腦機連結(BCI)比賽

選手將用腦機連結控制電腦中的角色比賽速度,這意味著他們只能用自己的大腦控制角色。

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毫無疑問,腦機接口(BCI)競賽是六個項目中最特別的 —— 15 名選手穿戴著設備,筆直地在賽場上坐四分鐘,現場大螢幕上放映著他們大腦中出現的內容。每名選手都將利用大腦活動特定的模式嘗試引導一個螢幕上的標誌通過障礙物,標誌由一個電極帽轉換成三個命令:加速、躍過障礙或者翻滾過雷射。

洛桑的瑞士聯邦理工學院神經科學家 José del R. Millán 認為,這個電子訊號很弱且各不相同,所以可能很難在各種命令中被區分開來,尤其當一名選手因為比賽中的歡呼和腎上腺素分心時,持續專注於任務是非常消耗精力的。目前,他的團隊正在研究如何預測思維模式,以使這種聯繫更加自然,同時使選手更加放鬆。

BCI 可能不再會應用於真實的跳躍和跑步中,因為探測肌肉中的電子活動非常簡單。但是如果在降低這類設備的製作成本的前提下,還能保障精確度的話,他們可能會幫助身障人士引導輪椅、游標,甚至是帶有 Skype 功能的機器人,讓他們參與到比賽中來。「事實上,你能在實驗裡開發這個技術然後將它做出來,就意味著這個技術是有前景的。」英國埃克塞特大學的博士後研究員 Matran-Fernandez 如此說。

作為學界和業界交流的極佳平台,Cybathlon 將見證更多頂尖機器人的誕生,從而為身障人士解決更多切實的難題。



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