血肉之軀長出機(jī)械骨骼

阿　蒙

電影《蜘蛛俠２》中，天才科學(xué)家“章魚博士”背后長長的機(jī)械手，給人留下了深刻的印象。如果這樣的發(fā)明能有效地運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)生活中，會出現(xiàn)什么樣的狀況呢？

舉重，不僅是力量的比拼，有時也可以變成心智的較量。去年秋天，來自美國圣迭戈某中學(xué)的教師丹·魯珀特，剛剛用自己的行動證明了這句話中體現(xiàn)的哲理——眾目睽睽之下，個頭瘦小的魯珀特先生把２９５公斤的杠鈴輕而易舉地抬離了地面。要知道，創(chuàng)造奇跡的他，一天舉重都沒有練過。

奧秘全在他的身外

丹·魯珀特所展示的超凡能力，得益于他身上所“穿”的一件閃閃發(fā)亮的鉻鉬合金“外衣”（重達(dá)６０公斤，幾乎與丹·魯珀特體重相當(dāng)）。簡單講，這是一件利用液壓原理制造出的“助力服”，一旦穿上它，再瘦弱的人也能一下子變成力大無窮的超人。去年秋天，加利福尼亞州圣克拉拉市在美國科技雜志《尋根究底》（Ｎｕｔｓ Ａｎｄ Ｂｏｌｔｓ）的贊助下，舉辦了一次非常有意義的“舉重比賽”，來自全世界的６家科研機(jī)構(gòu)參加了這次比賽。表現(xiàn)不俗的丹·魯珀特，名列季軍。

在這項(xiàng)名叫Ｔｅｔｓｕｊｉｎ（日語發(fā)音的英文譯名，意為“超人”）的比賽中，有一個項(xiàng)目要求選手把杠鈴迅速舉過頭頂，用時最短者即可獲得優(yōu)勝。可惜的是，選手們的表現(xiàn)有點(diǎn)讓組織者失望。即使是冠軍Ｘｅｌａ科研小組，也只能在４６秒里把１１３公斤的重物從地面上抬起８７厘米。這個成績拿到奧運(yùn)會上，會讓雅典奧運(yùn)冠軍、伊朗大力士扎德赫（Ｒｅｚａ Ｚａｄｅｈ）笑破肚皮。目前人類僅憑血肉之軀創(chuàng)造的最好成績，高達(dá)２６３公斤。

但是，熱衷開發(fā)“助力服”的科學(xué)家，對自己的研究仍舊充滿信心。目前，全世界大約有１０余家實(shí)驗(yàn)室從事該項(xiàng)研究。他們認(rèn)為，自己的研究成果主要有３大服務(wù)對象：殘疾人、軍隊(duì)和工程人員。殘疾人（比如說腿部肌肉萎縮患者）可以借著助力裝置重新站起來；軍隊(duì)則可以提高單兵裝備的攜帶水平，穿上“助力服”的士兵不但能背起更多的給養(yǎng)裝備，而且健步如飛，不知疲倦；至于工程技術(shù)人員，也可以穿著“助力服”走進(jìn)地形狹窄、重型機(jī)械難以到達(dá)的作業(yè)面施工。

不必好高騖遠(yuǎn)

自２０００年開始主持該項(xiàng)目，已經(jīng)獲得美國五角大樓下屬機(jī)構(gòu)“尖端國防產(chǎn)品研究所”高達(dá)３５００萬美元資助的霍曼約恩·卡澤羅尼博士認(rèn)為，現(xiàn)階段研制“助力服”的根本目的，不是把普通人變成力大無窮、無往不利的超人，就像電影《蜘蛛俠》里的蜘蛛俠和“章魚博士”那樣?？闪_尼博士說：“現(xiàn)在，美軍單兵負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)是２～３公斤，我們希望開發(fā)出的‘助力服能夠幫助士兵輕松扛起３０公斤重的背囊。除去用在軍事上，‘助力服還能讓患有肌肉無力癥的病人重新獲得力量?！?/p>

這項(xiàng)名為Ｂｌｅｅｘ（伯克利下肢外骨骼助力器，Ｂｅｒｋｅｌｅｙ ｌｏｗｅｒ ｅｘｔｒｅｍｉｔｉｅｓ ｅｘｏｓｋｅｌｅｔｏｎ）的高科技產(chǎn)品，由電動機(jī)和４０多只傳感器組成，重約４０公斤，會同步模擬穿著者的動作?？闪_尼博士解釋說：“我們的產(chǎn)品和參加Ｔｅｔｓｕｊｉｎ舉重比賽的其他‘助力服的不同之處在于，它只是同步模擬穿著者的動作姿態(tài)，而不是讓穿著者駕馭或是指揮這具機(jī)器?！Ψ鋫涞碾娔X通過傳感器隨時感知穿著者的動作并分析其特點(diǎn)，然后驅(qū)動各部分與穿著者同步而行，就像影子跟著主人一樣?！?/p>

正因?yàn)槌霭l(fā)點(diǎn)略有不同，伯克利大學(xué)的科研小組沒有參加Ｔｅｔｓｕｊｉｎ舉重比賽。其實(shí)，伯克利大學(xué)做出這種姿態(tài)還有一句潛臺詞沒有公開說，那就是：憑借現(xiàn)在的科技水平，想一開始就發(fā)明出與人類活動完全同步的機(jī)械助力服，有點(diǎn)天方夜譚?？闪_尼博士說：“以舉重為例，它看似簡單，其實(shí)要完成這個動作，需要動員全身許多器官的肌肉：大腿、骨盆、后背和胳膊。全面模擬所有肌肉動作，讓‘助力服與人類活動完全一致，簡直是件不可能完成的任務(wù)。所以，我們把Ｂｌｅｅｘ視為第一階段的開發(fā)目標(biāo)，這項(xiàng)匯集了生物學(xué)和生物機(jī)械學(xué)兩大科學(xué)門類的產(chǎn)品，已經(jīng)可以破譯出人類行走的基本模式。但是，它還不能像科幻電影里表現(xiàn)的那樣，與穿著者融為一體，合二為一?！?/p>

另有曲徑通幽的做法

盡管伯克利大學(xué)研究小組制訂的目標(biāo)已經(jīng)非常現(xiàn)實(shí)，還有科學(xué)家認(rèn)為他們的方案太復(fù)雜。為什么非要追求“人機(jī)合一”的效果呢？一架由人類親自操縱、反應(yīng)非常靈敏、能在很大程度上模擬人類活動、半像機(jī)器人半像傳統(tǒng)機(jī)械的“助力機(jī)器人”，不是更省錢且更好研制嗎？

大家都看過《黑客帝國Ⅲ》吧，當(dāng)機(jī)器烏賊攻進(jìn)錫安時，抵抗戰(zhàn)士所操縱的機(jī)器戰(zhàn)警，就是最貼近這種設(shè)想的東西。而定居在阿拉斯加州的卡洛斯·歐文，就是這種設(shè)想的堅(jiān)決支持者，他研制的Ｎｅｏｇｅｎｔｒｏｎｙｘ助力機(jī)器人高達(dá)５米，純鋼結(jié)構(gòu)，一共只花了４萬歐元。卡洛斯說：“我曾經(jīng)有過這樣一個向往，就是發(fā)明一種可以完全模擬人類活動，但是跑得更快，更能負(fù)重的機(jī)械大力士，但是從節(jié)省經(jīng)費(fèi)的角度考慮問題，現(xiàn)在這種選擇可能更現(xiàn)實(shí)?！?/p>

在日本，還有一些科學(xué)家與卡洛斯·歐文持有同樣看法，橫濱一所科研機(jī)構(gòu)發(fā)明的助力機(jī)械腿，可以讓使用者比平常多舉起５０％的重量。研制者說，估計(jì)上了年紀(jì)的人對這種操作簡單、價錢便宜的助力機(jī)械腿會非常感興趣。目前，助力機(jī)械腿的技術(shù)已經(jīng)基本成熟并具備了批量生產(chǎn)的條件。

（編譯自法國《周末三日》）