仿生假肢“踢进”世界杯（科技大观）

　　巴西世界杯将于当地时间6月12日开赛。球迷们最近惊喜地获知，在开幕式上开球的，将是一名装着仿生假肢的残疾少年。

　　让一名失去双腿的残疾人踢球，这听起来像是天方夜谭。让天方夜谭变成现实的，是巴西一项“重新行走”研究项目组的科学家们。他们研制的仿生假肢可以通过意念控制“机械骨骼套装”，进而准确地完成一系列动作。

　　仿生学的应用历史悠久，飞机的问世即可谓经典案例。不过，直到1960年，美国科学家斯蒂尔才正式提出完整的仿生学科概念，即通过研究和理解某种生物的结构、功能和工作原理，将其运用到工程技术制造中。

　　10年前，科学家成功研制出仿生手臂，帮助一位意外断臂的女士回归正常生活。2010年，美国有关部门斥资3000多万美元，打造出一款通过植入大脑的神经传感器进行控制的假肢，这个金属手臂做出的动作被精细地划分为22级，被媒体称为“阿凡达臂”。

　　即将在世界杯开幕式上亮相的这件高技术骨骼套装，融合了生物学、信息学和工程技术等多门学科。因为要让假肢动起来，首先需要将假肢上的“神经”与人体下肢残缺处的神经连接，并在使用者的头部安装作用于大脑皮层的电极或植入芯片，当其检测到脑电波后，再通过无线方式将信号传输至电脑，后者则将假肢佩戴者的意念再转换为指令，进而操纵假肢完成相应动作。

　　事实上，科学家们在研究过程中发现，人脑内的神经元可以通过不断“学习”，与电脑进行更有效的沟通，从而发出动作指令。他们还发现，与大脑装置相连的神经元越多，机械骨骼套装接收的信息就更为精确，完成的动作也就更加准确。

　　在世界杯开幕式上，出于安全考虑，这位用假肢开球的残疾少年还将佩戴一顶装有传感器的帽子，假肢上还会装有红外传感器，用来感觉接触足球和“脚”落地时的力量，并将这种感觉利用振动电机回传给开球者，让踢球的感觉更为自然。

　　由于生物系统的复杂性，要真正弄清某种生物系统的运行机制，需要相当长的研究周期和各学科长期的密切合作。也正是因为其复杂性，仿生学的发展速度相对较慢，成本也难以控制。据巴西媒体报道，这套能够踢球的假肢造价高达8万美元左右，目前难以广泛应用于临床治疗。但主持“重新行走”研究项目的巴西神经科学家米格尔·尼科莱利斯认为，在世界杯开幕式上展示这套机械骨骼的意义在于，向那些严重瘫痪的患者展示功能恢复研究方面取得的新进展。

　　尽管要使仿生假肢做到以假乱真，真正达到与人体器官的同等功能，还需要更长期的探索，但我们还是期待尼科莱利斯的预言能够实现。或许未来某一天，这种仿生假肢可以大量生产，那些不得不依靠轮椅的残疾人可以因此重新站立、迈开双腿。

　　《 人民日报 》（ 2014年06月12日 22 版）