十大足球直播推荐截瘫者穿戴“外骨骼”开球模拟图。
“外骨骼”机器人系统。
时报讯 今天，估计有不少人，尤其是男人们，一整天都会睡眼惺忪、精神恍惚。因为凌晨世界杯开幕，大多数球迷都会在电视机前守个通宵。最吸引眼球的，莫过于开场的第一球——一位来自巴西的截瘫少年，为2014年巴西世界杯开球。他的行动能力来自于多国科学家研发的一种“外骨骼”机器人系统，它可以根据人类大脑信号，帮助瘫痪者实现站立和行走。
用大脑控制设备行动
在足球场上，由这位备受瞩目的少年的大脑发出的电信号，经无线传输到背包内一台笔记本大小的计算机装置中，会被转换成数字化的行动指令，让“外骨骼”首先稳住球员身体，然后诱导机械腿在平整的草坪上，协调地做着前后运动。当球员发现脚和足球接近时，想象着用脚去踢它，300毫秒之后，脑信号就会命令“外骨骼”上的机械脚，以巴西式的踢法，将球勾起，向上抛出。
这套很拉风的、很有未来感的机械“外骨骼”，是由杜克大学的神经科学家米古尔·尼科莱利斯与德国慕尼黑理工大学的戈登·陈联合开发。在尼科莱利斯看来，此次世界杯开幕式，将会成为巴西科研领域的一座里程碑。而在传统意义上，截瘫患者如果要进行动作，需要依靠复杂的传感器、陀螺仪和液压传动系统。
据了解，这款被命名为“Bra-Santos Dumont”的“外骨骼”，是非营利国际合作项目“再次行走计划”的一个研究成果。可以利用机动化金属支撑结构，支撑这名少年的大腿，同时帮助他的大腿弯曲。
研究小组还为外骨骼安装了一系列传感器，负责将触感、温度和力量等信息反馈给佩戴者，这些反馈是借助显示器或者振动的电机完成。据尼科莱利斯此前在接受法国媒体采访时表示：“‘外骨骼’由大脑活动控制，并将信息反馈给佩戴者还是第一次。我们将在一座体育场进行现场演示，这在机器人技术研究领域并不多见。”
在尼科莱利斯看来，瘫痪人士甚至可以将这套外骨骼当成身体的一部分，作为日常所用，从而最终将轮椅“抛弃”。
设备市价或达10万美元
为了这项研究，两位科学家已经花费了30年，其间共发表200多篇科学论文，进行了无数次临床试验。1984年，尼科莱利斯正式迈向这条研究道路，当时他撰写了有关肌肉控制中，神经连接的博士论文。2002年，他产生了研制脑控外骨骼的想法，当时科学家刚刚开始探索机器人外骨骼。
而自今年3月抵达在位于圣保罗的康复实验室以来，尼科莱利斯和他的研究小组，便很少离开这实验室，完成最后的准备工作。研究小组在9位瘫痪人士身上试验了这副外骨骼，对系统进行了试验和预演。最终，患者中的一名被挑出，担当世界杯开球重任。
4月24日，他们迎来一个重要时刻，当时一名瘫痪患者，在“外骨骼”的帮助下行走。
其实就在上个星期，在伯克利分校的操场上，另外两位20多岁的截瘫青年，已经借助这个系统踢了一次足球。加州大学伯克利分校的卡泽洛尼教授，将会把巴西青年的动作，和这两人的视频进行对比，然后对这个“外骨骼”机器人系统继续改进。
据悉，这套装备重达10公斤，系统成本为2万美元，市价高达5至10万美元。由于这套系统过于昂贵，截瘫患者很难承担这笔费用，尼科莱利斯教授表示，他们的目标是为患者提供一套成本低廉的装备，让所有人用得起。
不过，需要指出的是，当前“外骨骼”技术还处于早期阶段，想成熟后全面投入使用，至少还要再等一二十年。
突破还是作秀还很难说
从这消息一公布开始，各方的质疑就纷至沓来。外行看个热闹，内行看个门道，但只从电视画面中观看，就算是专业研究者，也很难作出恰当的评价。这次展示究竟是科技的一项突破，还是仅仅是形式大于内容的作秀？
截至昨天发稿前，网上还未有任何关于开球少年的信息。这个少年身体状况如何，大家一无所知。正如美国密歇根大学的神经科学家、生物医学工程师丹尼尔·费里斯表示，会不会是一个脊椎部分损伤能够自己勉强行走的人，只是借助机械“外骨骼”辅助行走？“如果是这样的话，判断机械‘外骨骼’究竟发挥了多大作用，就会十分困难，而且也很难说‘外骨骼’的运动，多大程度上是由使用者的大脑控制的。结果就是，他们说什么你就只能信什么了。”
而对于脑机交互领域的研究者来说，这次展示的实际科研意义究竟多大，主要取决于人脑对这套机械“外骨骼”的控制程度。如果大脑仅能够发出启动或停止指令，然后机械“外骨骼”按照预先设定好的程序，完成一系列动作，那么这套“外骨骼”就大致达到了当前的科研水平，谈不上什么突破；但如果使用者可以通过机械“外骨骼”，以正常的步速和姿态行走，并且可以根据足球的运动，精细调整自己的动作，那就将是一个非常重大的突破。
纵深
什么是“外骨骼”机器人
上海交通大学机器人研究所副教授栾楠
问：近期热映的《明日边缘》里，阿汤哥穿的那一套是不是“外骨骼”机器人，和这个“外骨骼”机器人有什么不同吗？
栾楠：目前来说，“外骨骼”机器人可以分为两类，一类是给正常人穿的，另一类是像假肢一样的设备，就像这次世界杯开幕式上这样的。一般来说，“外骨骼”机器人大多指的是前者，正常人穿上后，比如做一个推手的动作，机器就能够感应到这个动作，但是力量会比正常的大很多。就像是加了一个强有力的肌肉，本来扛一袋大米都够呛的人，可能就能轻松提起两袋或者更多的大米。而后者，是通过捕捉脑电信号，再进行转换，从而操控这个设备。前面这种机器的难点是要符合人体结构，后面那种的难点，则是如何提取脑电信号。
问：就后面这种“外骨骼”机器人而言，本身身体有残疾的人，穿上这种设备，能达到像普通人那样的走姿和速度吗？
栾楠：目前的话，还没实现完全与正常人一样，能做到的就是穿上这个设备，经过一定的训练后能够行走。不过，我之前也听说过一种类似的机器设备，在设备下方加有弹性装置，穿上这设备的人甚至能跑起来，在平坦的路面上甚至能超过正常人的跑步速度。
问：目前来说，这种“外骨骼”还是人控制机器吗？
栾楠：这个是对的，机器还是得听当事人的指挥。不过机器控制人的情况也是有的，比如康复机器人。这些机器人所做的动作等，都是由医生设定好的，比如今天你的腿能摆到这里，明天可能可以更高一些，主要是为了保持使用者肌肉和关节不发生萎缩和僵化。
问：那种人控制的机器人，现在也并不是很成熟吧？
栾楠：确实，而且产品级的不多，大多还是研发状态。穿戴式的“外骨骼”机器，其实很像是一件坚硬的衣服，穿在人身上，感觉跟铠甲一般。以前也有过一些很小巧的穿戴式“外骨骼”机器，受力主要还是咱们自己的骨骼，然后能够放大肌肉的力量，就跟加了一块强有力的肌肉一般。但这种大强度的力量，可能会对我们的骨骼造成损伤，因为咱们的骨骼所能承受的力和肌肉能产生的力，都是相匹配的。其实，若信号到位的话，就算人不在这设备里面，设备也是能够行动的。
