60亿美元打造仿生人(图)

　　“仿生学，这一结合生物学与电子学两个词所构成的词汇，是指用电子或机械元件来代替或强化某些人体解剖学结构或生理学进程。”“与简单修补原体不同，仿生学移植事实上模拟甚至超越了器官或其他身体部位的原始功能。”

　　———美国实验生物学协会联合会

　　仿生眼

　　让盲人能看人看书

　　仿生手

　　手指训练后可操作键盘

　　机器外衣

　　让人轻易搬运重物

　　日本筑波大学研究所2005年6月研制出机器外衣，能将使用者的力气增强一倍。研究人员称，研究机器外衣为了帮助老年人独立生活，同时他们表示，美国橄榄球运动对这种外衣很感兴趣。

　　据新华社电美国科学家近日公开宣布要制造仿生人的设想。通过生物学与电子传导技术相结合打造出的仿生人一旦成功问世，将可以帮助科学家使人类的四肢、器官和感觉变得“更快、更好、更强壮”，肢体残疾者可以借助仿生装置重新走路，盲人也可以重见光明。

　　3日于美国旧金山召开的2006年实验生物学研讨会上，科学家们公布了仿生人的最新研究成果。实验设想包括会弹钢琴的机械手，带有植入型微芯片和摄像头的仿生眼，以及强健的“外部骨骼”。美国解剖学家协会将这一计划命名为“60亿美元人类”，典故源于1970年代的电视连续剧《600万美元人类》。在这部电视剧中，科学家把一名重伤飞行员改造成了一个仿生增强人。

　　回应大脑指令是最大的挑战

　　新泽西拉特格斯大学教授威廉·克雷柳斯描述了他制造的仿生学手臂。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，这种交流依靠植入人工肢体的电脑协调完成。

　　“对一条仿生手臂来说，最大的挑战是必须能够有效回应使用者的大脑指令。我的实验室已开发出新型神经传导工具，可允许仿生手臂的未来使用者恢复对各种手部动作的协调控制，因此能保持一定敏捷度，”克雷柳斯在研讨会上说。

　　根据克雷柳斯的描述，仿生手臂通过硅树脂套接在截肢者肘部以下，经过一段时期的简单训练，使用者只需通过想象必要的手部动作就可以控制手臂的运动。甚至，在经过训练后手指可以进行键盘操作之类的精细动作。

　　眼角膜中植入微型感光芯片

　　加州斯坦福大学教授丹尼尔·帕兰克尔领导的实验小组则设计了一只仿生眼，眼角膜中植入了微型感光芯片用来探测图像。芯片从安置在护目镜上的摄像头处接收信号，在光线波长低于可见光的情况下也能看见东西，从而使夜视成为可能。帕兰克尔说，这项研究的最终目的是制造一种仿生眼，能使盲人分辨出不同人的脸并能阅读大字号印刷品。

　　加利福尼亚大学伯克利分校的霍马允·卡泽鲁尼博士设计的是一双强有力的机器腿，附加的机械动力可以让使用者有能力搬运重物。“我们准备创造一副外部骨骼，它将兼具人体控制系统与机械肌肉，”卡泽鲁尼说。

　　全球首个仿生人用大脑控制假臂

　　苏利文的假肢还不能像真正的人体手臂那样完成精确的动作，制造假肢的团队正在进行进一步改进。

　　美国田纳西州的巡道工耶西·苏利文2001年在工作时不小心碰到电线。在经受烧伤的巨大疼痛后，又不幸地失去了双臂。而现在，幸运的苏利文是世界上第一位仿生人，他也是世界第一个亲身体验用大脑控制假臂的残疾人。

　　皮肤上的电极能分辨肌肉信号

　　智能手臂的开发者是芝加哥康复研究所的托德·基肯，在经过多年的研究和对电脑模型的分析后，他和同事得出了结论：放置在皮肤上的电极能够辨别出相邻的肌肉发出的信号，这样每一片肌肉就都能够指挥一个单独的电机。

　　基于这一结论，基肯开始了自己的智能手臂设计。他搜集了最好的手臂组件，包括惟一一种能感知压力、带有能弯曲的手腕的机械手和能调节肘部弯曲度及伸展度的Boston Digital Arm假肢。从来没有人将如此众多的高级组件组合到一起———没有基肯在神经外科学上的成果，截肢患者根本无法控制如此复杂的设备。

　　已经灵活自如地做正常人动作

　　芝加哥康复研究所的托德·基肯选择了苏利文，试用自己开发的智能手臂。经过了神经外科手术装上智能手臂后，苏利文经过训练，已经能灵活自如地运用他的假肢，完成很多正常人才能做到的动作。他的大脑发出神经信号会触发连接在胸肌上的神经，这些神经信号再激活肩膀、肘部、手腕或手指的电极。

　　苏利文是第一个手臂完全切除后，却能自如地做出伸展手臂、同时旋转手掌的人，他也是第一个能感知手中物体的截肢患者。基肯的伙伴———西北大学的生物医学工程师理查德·韦尔发明了一种用电机驱动的铝环氧树脂手臂旋转器，它能使苏利文的手臂自动向其身体旋转。这使得苏利文再次成为第一位能自然地戴帽子或把叉子送到嘴边的截肢患者。

　　尽管苏利文的假肢还不能像真正的人体手臂那样完成精确的动作，不过为他制造假肢的团队却有着更加远大的目标。韦尔正在研制一种注射式的、米粒大小的植入装置，将它们植入苏利文的胸肌后就能传输更为准确的信号，从而使手臂的运动更为精确。基肯则正在对算法进行改进，让手掌和手臂连接处的运动更加流畅。而苏利文已经等不及想要开着自己那辆GMC卡车去钓鱼了。“以后，”他说，“我的生活会越来越精彩。”