有一天,我们要换上仿生手?

2013-11-06 11:09 来源:国际先驱导报 作者:杨文静

核心提示: “如果你能得到让你打字更加迅速的仿生手,或者让你跑得更快的仿生腿,你会不会选择舍弃掉健康的肢体而换上仿生设备?“

Rex-Bionic-Man

耳朵:具备语音识别和语音生产系统的人工耳蜗。

心脏:拥有聚合物制造的动脉和静脉,使用时间为6至12个月。

手掌和手臂:手腕可以旋转,每个手指都有电机,使其具有抓握能力。

脚和膝盖:能够根据身体的变化提供行走奔跑所需的力量。

眼睛:由人工视网膜和置于眼镜上的照相机组成,图像可以转变成电磁脉冲发送到大脑里。

气管:人造气管,已在2011年被作为癌症病人的替代器官使用。

脾脏:一个过滤血液的芯片,避免病人血液中毒。

胰腺:在血糖升高时释放胰岛素。

血液:用塑料制成的人造血液,比普通血液有更长的保存期限,而且无感染。

肾脏:一个被缩小成咖啡杯大小的透析机。

《国际先驱导报》记者 杨文静 发自北京

近日,“仿生人”研究领域取得重大突破。“仿生人”简单说就是仿真度极高的人体模型,他的外部形态和内部结构与真人相似。10月11日在纽约国际动漫展上,英国影子机器人公司(Shadow Robot Co.)制造的世界首个最完整仿生机器人“雷克斯”(Rex)公开亮相。一批欧美研发人员用来自全球各地的人造器官打造了这个耗资约为100万美元的“仿生人”。这些器官包括有皮肤且与人脸很相似的假脸、臀部、手和脚、一个人造视网膜、耳蜗和心脏等。此外,“雷克斯”体内还有人造胰脏、脾脏和肾脏,不过还在完善中。

“仿生人”(Bionic Man)一词出自上世纪七十年代的美国电视连续剧《无敌金刚》。片中男主角、王牌试飞员史蒂夫·奥斯汀在一次事故中几乎丧命。后来在政府的赞助下,科学家们为他研发了一系列仿生器官,包括右臂、左眼、双腿等。这些仿生器官赋予他超人的力量和速度,最终使他获得超常的能力。

今天,随着“雷克斯”的诞生,各种文艺作品中的“仿生人”终于以真实的面目出现在世人面前。它的研制过程,它的科学意义,以及可能带来的道德问题引发了人们强烈的好奇和热烈的讨论。可以说,眼下全世界都在观察它、想要更多地了解它。

圆了残疾科学家的梦

据负责“雷克斯”项目的主管理查德·沃尔克介绍,“雷克斯”的部件来自全球十七家生产商,它已经具有人类60%到70%的功能。组装“雷克斯”的过程也是展示当今世界医疗科学在诸多方面取得突破的过程。

“雷克斯”身高6.5英尺(约1.98米),他可以站立、走路和坐下。他的脸型是仿照瑞士苏黎世大学社会心理学家贝托尔特·迈尔制作的,因为迈尔是“雷克斯”制造团队的重要成员之一。他对仿生技术的兴趣源于他天生就没有左手,一直梦想获得一只能够活动自如的仿生手臂。

“雷克斯”的手称作I-LIMB,手腕可以旋转,每个手指都有电机,迈尔现在用的机械手和“雷克斯”的手是一样的。虽然仿生手的抓握能力已经很成熟,但拿起饮料时仍会出现掉落的情况。不过,迈尔已经很满足,他说:“现在,我觉得我已经有了一个完美的身体。”

“雷克斯”的脚踝和脚是由美国麻省理工学院媒体实验室的生物工程学家休·赫尔设计和安装,这位科学家在十几岁的时候因被困于暴风雪中,失去了自己的双腿。

“雷克斯”的人工心脏由美国SynCardia Systems公司制造,已经在100多个等待做心脏移植手术的病人身上作为过渡替代品,使用时间为6至12个月。它的循环系统由英国伦敦大学医学研究人员研发制造,拥有聚合物制造的动脉和静脉,人工塑胶类物制成的血液。它的血液拥有比人体血液更长的保存期限,并且完全不会受到感染。

“雷克斯”的“大脑”已经可以模仿人类大脑的某些功能。它有一个人工视网膜和一个置于眼镜上的照相机,图像可以转变成电磁脉冲发送到大脑里,并转化成形状和图案,让他可以表达一些简单的意思。人工视网膜由美国Second Sight公司制造,这种人工视网膜可以一定程度上恢复盲人视力。“雷克斯”还有一个人工耳蜗,具备语音识别和语音生产系统。工程师为它设计了完善的聊天程序,让它可以和人类进行简单对话。

“雷克斯”已经成功模拟了人体约三分之二的器官。但它还缺乏一些主要器官,包括肝脏,胃和肠,因为这些器官的制造仍然过于复杂。

几乎可以与真人相媲美

英国有科学家表示,由于大脑移植技术取得了重大进展,人类未来有望制造出几乎可以与真人相媲美的超级“仿生人”。不仅是英国的科学家们在进行此项研究,美国的解剖学家协会此前也制定了一个名为“60亿美元人类”的计划,即通过生物学与电子传导技术相结合打造出仿生人。

美国新泽西州立大学教授威廉·克雷尼斯描述了他们制造的仿生手臂。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,这种交流靠植入人工肢体的电脑协调完成。仿生手臂上有标准的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,使用者只需通过想像手部动作就可以控制手臂的运动。经过训练后,仿生手指甚至可以弹钢琴。

未来人体的仿生部件将可以通过定制设计后用3D打印机制作出来。哥伦比亚大学杰里米教授已经用3D技术打印出实验兔的新型臀骨并接种干细胞。首先,杰里米和他的团队分离出实验兔的臀骨并拍照,然后将图像转换为设计文件,3D打印出人造臀骨,然后将干细胞洒在人造臀骨上并重新植入实验兔体内。4个月后,所有的实验兔都可以自如行走,有的甚至在术后几周就可以用臀部承载一定的重量。

“雷克斯”的脸就是用3D技术打印出来的。迈尔说一开始看到这个机器人有着和他相似的面容,感觉好像是个“盗版”,让他很不舒服。但后来他觉得这项技术不错,因为可以造福于因意外丧失某些身体器官的人们。

[责任编辑:韩冬]
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