萬(wàn)眾矚目的巴西世界杯6月13日在爭(zhēng)議中拉開(kāi)帷幕,。耗資900萬(wàn)美元的開(kāi)幕式乏善可陳,，簡(jiǎn)陋的表演,、平庸的主題曲、糟糕的音響效果,，無(wú)不引發(fā)眾人吐槽,。

如果一定要說(shuō)有什么亮點(diǎn)的話，那便是28歲的截癱青年朱利亞諾·平托身穿“機(jī)械戰(zhàn)甲”,，為本屆世界杯開(kāi)出第一球,。這無(wú)疑是世界杯歷史上最具科技含量的一腳，也是25分鐘開(kāi)幕式上最動(dòng)人的一刻,。

“真正行走的感覺(jué)”

平托的這件機(jī)械“戰(zhàn)袍”相當(dāng)拉風(fēng),，頗具未來(lái)色彩，和好萊塢大片中的“超級(jí)戰(zhàn)甲”有得一拼,。它的學(xué)名叫“外骨骼”,，由來(lái)自25個(gè)國(guó)家的150多名科學(xué)家聯(lián)合打造，是非營(yíng)利國(guó)際合作項(xiàng)目“再次行走計(jì)劃”的一個(gè)研究成果,。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人,、美國(guó)杜克大學(xué)巴西籍神經(jīng)科學(xué)家米格爾·尼科萊利斯說(shuō)，平托的這件“外骨骼”由肢體輔助裝置和神經(jīng)傳感系統(tǒng)組成,，頭盔和身體上均裝有神經(jīng)信號(hào)傳感器,。當(dāng)平托的大腦發(fā)出指令后，這些意念信號(hào)經(jīng)由無(wú)線傳輸?shù)奖嘲鼉?nèi)一臺(tái)筆記本大小的計(jì)算機(jī)裝置中,，處理之后轉(zhuǎn)化為相應(yīng)指令，驅(qū)動(dòng)液壓活塞,，完成開(kāi)球動(dòng)作,。

研究小組將這款“外骨骼”命名為“Bra-Santos Dumont”。“Bra”代表“巴西”,，“Santos Dumont”代表巴西發(fā)明家亞伯托·桑托斯·杜蒙,。杜蒙是第一位制造出能轉(zhuǎn)彎飛行飛艇的巴西人，也是駕駛飛艇繞埃菲爾鐵塔飛行一周的第一人,?！比绱嗣@然是為了凸顯其在“外骨骼”研究領(lǐng)域里的開(kāi)創(chuàng)意義,。

在“備戰(zhàn)”世界杯開(kāi)幕式的最后幾個(gè)月里,，研究小組找了8名截癱病人實(shí)驗(yàn)這套“戰(zhàn)袍”，均成功行走,，并踢出了足球,。不僅如此，這些病人紛紛表示,，那是一種“真正行走的感覺(jué),，而不是被機(jī)器驅(qū)動(dòng)著”。這意味著他們不僅能利用大腦控制自己的行動(dòng),，而且能通過(guò)仍有知覺(jué)的手臂獲得來(lái)自設(shè)備的反饋,，這是一個(gè)嶄新的發(fā)現(xiàn)。

“‘外骨骼’由意念控制,，并將信息反饋給佩戴者,，這在機(jī)器人技術(shù)研究領(lǐng)域中并不多見(jiàn)，”尼科萊利斯說(shuō),，“他們都有這種‘幻影’知覺(jué),，就好像擁有一個(gè)‘幻影肢體’?！?/p>

“這實(shí)際上也是我們這個(gè)項(xiàng)目開(kāi)出的‘第一球’,。16個(gè)月以來(lái)，我們從零開(kāi)始,，現(xiàn)在已經(jīng)有了一定成果,，可以向世人展示。我們想告訴大家的是：‘腦機(jī)交互’領(lǐng)域大有可為,，”尼科萊利斯說(shuō),。

據(jù)悉，這套裝備重10公斤,，系統(tǒng)成本為2萬(wàn)美元,，市場(chǎng)價(jià)高達(dá)5-10萬(wàn)美元。目前,，“外骨骼”技術(shù)仍處于早期階段,，要想成熟后全面投入使用,，至少還要等一二十年。

巴西著名神經(jīng)科學(xué)家米格爾·尼科萊利斯展示了自己領(lǐng)軍的神經(jīng)裝置項(xiàng)目“再次行走計(jì)劃”,，這個(gè)項(xiàng)目所制造的神經(jīng)設(shè)備可以讓截癱,、癱瘓病人通過(guò)神經(jīng)控制下肢行走

突破還是作秀？

 當(dāng)“機(jī)械戰(zhàn)甲”要為世界杯開(kāi)球的消息傳出時(shí),，各方質(zhì)疑紛至沓來(lái),。很多人打賭說(shuō)，這次展示沒(méi)什么新鮮的,，純粹是嘩眾取寵,。

 外行看熱鬧，內(nèi)行看門(mén)道,。不過(guò),，僅從電視畫(huà)面觀看，就算是專(zhuān)業(yè)研究者,，也很難做出準(zhǔn)確的評(píng)價(jià),。美國(guó)密歇根大學(xué)神經(jīng)科學(xué)家、生物醫(yī)學(xué)工程師丹尼爾·菲利斯就表示,，會(huì)不會(huì)是一個(gè)脊椎部分受損,、自己仍能勉強(qiáng)行走的人，只是借助“外骨骼”輔助行走呢,？

如果是這樣的話,，就很難判斷“外骨骼”究竟發(fā)揮了多大作用，而且也很難說(shuō)“外骨骼”的運(yùn)動(dòng)在多大程度上由使用者的大腦控制,?！敖Y(jié)果就是，他們說(shuō)什么,，你就只能信什么了,。”

 對(duì)于腦機(jī)交互領(lǐng)域的研究者來(lái)說(shuō),，這次展示的實(shí)際科研意義究竟有多大,，主要取決于人腦對(duì)這套機(jī)械“外骨骼”的控制程度。如果大腦僅僅能夠發(fā)出“啟動(dòng)”或“停止”指令,，然后由“外骨骼”按照預(yù)先設(shè)定好的程序完成一系列動(dòng)作,，那么這套裝備就談不上什么突破，因?yàn)槟壳暗目蒲兴酱笾戮褪侨绱?；但如果使用者可以通過(guò)“外骨骼”以正常的步速和姿態(tài)行走,，并且可以根據(jù)足球的運(yùn)動(dòng)非常精細(xì)地調(diào)整自己的動(dòng)作，那么將是一個(gè)非常重大的突破,。

 對(duì)此,，尼科萊利斯表示,，他無(wú)法用一個(gè)百分比來(lái)劃分機(jī)械“外骨骼”究竟幾分由人腦控制，幾分由機(jī)器人自動(dòng)完成,，但能肯定的是：“沒(méi)有人，就沒(méi)有動(dòng)作,?！笔澜绫险故镜臋C(jī)械“外骨骼”采用的是基于腦電圖學(xué)的交互技術(shù)，使用者必須先想象要做什么動(dòng)作,，走路,，還是踢球？這一決定將激活“外骨骼”完成相應(yīng)動(dòng)作,。 

尼科萊利斯在2012年發(fā)表的一篇論文中討論過(guò)這種“分享控制”理論,，由人腦下達(dá)“高級(jí)指令”，由機(jī)器人執(zhí)行“低級(jí)動(dòng)作”,。而在實(shí)際操作中,，使用者將處理來(lái)自“外骨骼”的反饋信息，這是一種“共生關(guān)系”,。

不過(guò),，他指出，在為世界杯做準(zhǔn)備的最后幾個(gè)星期里,，有幾名實(shí)驗(yàn)者確實(shí)能夠通過(guò)大腦控制“外骨骼”的速度,。他表示，將發(fā)表相關(guān)論文,，宣布這一實(shí)驗(yàn)的新進(jìn)展,。“我們?yōu)椴∪顺鮿?chuàng)了一套‘腦語(yǔ)言’,，能讓他們控制各種動(dòng)作,。”

尼科萊利斯曾考慮過(guò)直接在人腦中植入腦電信號(hào)電極來(lái)控制機(jī)器人肢體,，但最終還是放棄了,。這次平托穿戴的是非植入式腦電信號(hào)電極頭盔，這種方法可以集中收集上百萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元發(fā)出的信號(hào),。

科學(xué)家們?nèi)绱私忉寖烧叩牟煌喝绻咽占竽X神經(jīng)元信號(hào)想象成錄制交響樂(lè)演出,，植入式是在個(gè)別樂(lè)手前單獨(dú)放置麥克風(fēng)錄音，而非植入式則是在音樂(lè)廳外,，用一個(gè)麥克風(fēng)錄制整個(gè)樂(lè)團(tuán)的演奏,。

尼科萊利斯此番之所以放棄植入式電極，是因?yàn)檫@一技術(shù)仍存在潛在危險(xiǎn),，目前尚處于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段,。最新一期《自然方法》上刊登了尼科萊利斯小組的最新實(shí)驗(yàn)進(jìn)展,。他們?cè)O(shè)計(jì)的新型植入式電極能同時(shí)無(wú)線記錄512個(gè)頻道，這是前所未有的進(jìn)步,。實(shí)驗(yàn)猴子可以通過(guò)大腦操控輪椅,，完成各種動(dòng)作。

“機(jī)械戰(zhàn)甲”為世界杯開(kāi)球

殘奧會(huì)上,，再見(jiàn),！

除醫(yī)療領(lǐng)域外，“外骨骼”還有其他用武之地,。近期熱映的好萊塢大片《明日邊緣》里,，阿湯哥身穿機(jī)械鎧甲所向披靡，其實(shí)就是一種“外骨骼”機(jī)器人,。它不僅可以保護(hù)支撐肢體和器官,，還能提供額外動(dòng)力，增強(qiáng)技能,，甚至可以讓普通人像“鋼鐵俠”一樣,，完成超越極限的高難度動(dòng)作，執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù),。

目前最具潛力的“外骨骼”技術(shù)應(yīng)用之一當(dāng)屬美國(guó)雷神公司的軍用“外骨骼”XSO2,。穿上這套機(jī)械戰(zhàn)甲，可以輕松完成上千次俯臥撐,，輕而易舉地舉起100千克重物,，單手劈開(kāi)厚達(dá)七八厘米的木板。

最近,，日本ACTIVELINK公司正研發(fā)一款增力機(jī)械“外骨骼”,，其最終目標(biāo)是開(kāi)發(fā)出小型化、可搬運(yùn)超過(guò)100千克重物的機(jī)械“外骨骼”,，應(yīng)用于救災(zāi)和建筑施工等領(lǐng)域,。

據(jù)介紹，正常人穿戴的“外骨骼”和殘疾人穿戴的“外骨骼”,，技術(shù)難點(diǎn)不同,。前者是要符合人體結(jié)構(gòu)，后者則是如何提取腦電信號(hào),。

目前,，“外骨骼”技術(shù)的應(yīng)用還存在持續(xù)供能、高成本,、小型化等諸多棘手問(wèn)題,。不過(guò)，在尼科萊利斯看來(lái),，眼下最大的障礙卻來(lái)自記者,?！坝刑嗟谋^主義者看不到這項(xiàng)科研成果對(duì)于一個(gè)發(fā)展中國(guó)家來(lái)說(shuō)意味著什么，有多么廣闊的前景,。他們把科學(xué)家視為一幫研制炸彈和殺人武器的家伙,。我們需要向世人證明，科學(xué)正努力讓人類(lèi)變得更美好,?！?/p>

當(dāng)被問(wèn)到為什么選擇在世界杯開(kāi)幕式上進(jìn)行“外骨骼”技術(shù)的處女秀時(shí)，尼科萊利斯說(shuō)：“因?yàn)槭澜绫褪前臀?，巴西就是世界杯。沒(méi)有哪個(gè)國(guó)家能像巴西那樣完美呈現(xiàn)足球之美,。這是最合乎情理的決定,。在殘疾人奧運(yùn)會(huì)上，我們還會(huì)有驚喜,。那也是在巴西,。別著急，到時(shí)候見(jiàn),?！?/p>