全球人机体育大赛
在CYBATHLON（全球人机体育大赛）的比赛中，残疾人借助最先进的技术，完成日常生活中不可能完成的任务。这不仅仅是一场国际比赛，苏黎世联邦理工学院借助比赛的平台，鼓励人们开发辅助技术，帮助残疾人更充实地生活。
今年的赛事于11月中旬举行，卡巴斯基作为俄罗斯代表队的合作伙伴参加了比赛。
全球人机体育大赛是什么
2020年全球人机体育大赛包含六种不同类型的比赛：动力臂假肢赛（ARM）、动力腿假肢赛（LEG）、动力外骨骼赛（EXO）、动力轮椅赛（WHL）、 功能性电刺激（FES）自行车赛以及脑机接口比赛（BCI）。
参与者不仅需要争夺金牌，还需展示最新辅助设备的功能。例如，佩戴者使用最先进的手臂假肢可以拧灯泡，或者通过触觉辨识出盒子里的物体；体验者可以使用最新的轮椅爬楼梯。此外，这个比赛激励了开发人员不断改进产品，因为这既是一场竞赛，也是创新技术团队的展示机会。
在这篇文章中，我们将讨论这些技术的过去、现在以及将来。
从铜制假腿到带有神经接口的肌电假肢
假肢的使用可以追溯到很久以前。关于人造假肢已知的首个记载是《梨俱吠陀》（Rigveda），这是印度古代的一部梵文诗歌集，可追溯到公元前2000年。在《梨俱吠陀》 中，记载了一个名叫“Vishpala”的战士在战斗中失去一条腿后，神送给了她一条铁腿。假肢的历史可追溯到那个年代，例如，在埃及发现了大约3000年的木脚趾，在意大利的卡普阿发现的青铜腿大约有2300年历史。
延续了古老的传统，古老的假肢持续了数千年。直到16世纪，科学家发明了第一款机械假肢，新发明带有铰链关节，穿戴者可以通过换用另一边的肢体或收缩附近的肌肉来控制关节。
第二次世界大战后出现了另一种假肢：生物电假肢（也称为肌电假肢或仿生假肢）。生物电假肢将残肢中的肌肉活动转换为电信号，进而促使假肢可以移动。
如今，在二十一世纪，科学家已准备迈出下一步，开发出神经仿生假肢，让穿戴者不仅可以完成某些动作，还可以通过触摸识别物体。这项技术目前还不太成熟，要完全重现触摸感还需要很长时间，但是它正朝着成功之路迈进。
如今的假肢
先进的技术并非用于替代原有的技术，而是对原有的技术进行改进。目前已经有各种假肢为人们所使用，包括一些纯粹用于美观作用的假肢装备，每种类型都有它的应用领域。
机械假肢比仿生假肢更便宜、更易于操作也更耐用。它们更适合用于提重物、水上活动以及那些没有动力供应的场景。仿生和神经仿生假肢佩戴起来会更舒适，并且可以支持更广泛的运动，例如，假腿可以帮助穿戴者保持平衡、上下楼梯、向后步行甚至跑步。
专用假肢
目前还存在着高度专用性的假肢，用于某些特定情况或特定的工作。例如，你现在可以买到水上运动、篮球、慢跑和其他运动的假肢。
3D打印促进了假肢的发展，它的出现使假肢比以往价格更加便宜、可定制性更强。在某些情况下，人们可以在网上下载模型，在打印之前根据自己的需求进行调整。
假肢配件
目前另一个趋势是将应用控制论肢与数字技术相结合。例如，俄罗斯制造商Motorica今年在假肢中嵌入了三星的Galaxy手表。有了它，用户可以时刻关注假肢的活动并控制手臂的设置，比如手的高度或手指的握持。
适合所有地形的轮椅
轮椅已经存在了一千多年，最早可以追溯到公元六世纪。十七世纪中叶前，它们本质上只是带轮子的椅子，需要仆人或助手推动才可以移动。
世界上第一个手动轮椅1655年才被发明出来，第一个折叠模型创作于20世纪初期的美国。
在现代，除了传统类型的轮椅外，它们还安装了电动机、履带轮胎，用于上下楼梯，甚至还为无法移动手臂的人提供了神经接口。
电刺激和外骨骼
科学家们还发明了可以帮助瘫痪者站起来的设备。（顺便说一下，古埃及人将电刺激作为一种治疗方式。当时他们利用电射线来发电，后来他们用电刺激装置代替了发电的海洋生物。）在前文提到的功能性电刺激自行车比赛中，电流使选手的肌肉收缩并引起蹬踏运动。
外骨骼是另一种康复技术的原型，它在1890年首次出现。当时穿戴者使用起来并不轻松，但借助压缩气体，这套衣服让穿戴者行走、跑步和跳跃变得更加容易。 1917年，蒸汽外骨骼获得了专利，在二十世纪后半叶，电动、气动和液压模型逐渐开始出现。
现代外骨骼的重量比其以前轻很多，也更易于使用，并且为恢复独立运动提供了更大的空间。一些可以连接到云服务来存储和处理有关康复治疗的数据，最新的一些产品甚至可以通过脑电波进行操控。
神经接口
受人们思想控制的设备所使用的新技术被称为脑机接口（BCI）。这种技术最早出现在1970年代，目前正在快速发展中。
BCI传感器可以直接植入大脑皮层，或者放置在颅骨内部或附着于外部。植入大脑皮层起初可以提供最佳的信号质量，但是如果身体有移植排异反应，则可能会引起信号质量的降低。如今，最常见的BCI是无创的，不需要手术。
脑电图是读取大脑活动的最常用技术。但是，也存在其他”读心术”方法。例如，在1980年代，研究人员进行了通过眼球转动来控制机器人的实验。之后，在2016年，科学家推出了一款能够读取瞳孔大小的BCI。
神经接口的应用范围非常广泛。例如，在BCI诞生之初，科学家们就利用大脑植入物来治疗后天性视力下降。正如我们前文提到的，一些新式轮椅和外骨骼也使用神经接口控制。2020年全球人机体育比赛的参赛选手也参加了脑机接口比赛，选手通过思维的能力来移动计算机游戏角色。
即将出现的技术
如今，辅助技术正进行突飞猛进的发展，我们无从得知哪些奇迹即将发生，不过一些处于研发最前沿的人们已经有了新的想法。
例如，Neurobotics公司神经接口专家的员工指出，他们现在的目标主要是帮助残疾人通过BCI控制的轮椅和智能家居进行日常生活。
然而，这项技术距离推广到市场上还有很长的路要走。Neurobotics公司也承认，”读心术”的准确性仍比不上键盘、鼠标或操纵杆的控制指令。他们表示，普罗大众最快还要100-200年才能使用BCI，作为如今各类接口的有效替代品。
毫无疑问，马斯克（Elon Musk）正在开发自己的BCI移植项目Neuralink，预计会更早地进入市场。话虽如此，我们尚不清楚何时该设备会大量投入使用或它是否会成功。接入大脑是重要的技术尝试，但不是每个人都愿意这么做。
马斯克并不是唯一一个大胆且有远见的人。如果你需要了解更多关于未来的科学预测，请参考我们的”地球2050″项目，这里让大家可以随意分享自己的想法，无论是最基础的新式感觉器官，还是能够更新自己的”身体商店“。
开创未来
无论未来如何发展，重要的是要记住，我们无时无刻都在创造未来。因此，我们全力支持那些能使世界变得更美好的辅助技术和其他事业的开发人员。他们和全球人机体育大赛的组织者一样，正在努力为每个人营造更光明的未来。
提示