“赛博格奥运会”:中国断臂女工拿下世界第一!(组图)

大家都知道残奥会，也知道机器人运动会，但很少有人知道“半机械人仿生运动会”（Cybathlon），听起来非常的赛博格（Cyborg：机械化有机体），甚至你可以把它直接称作“赛博格奥运会”。 半机械人运动会和奥运会一样，也是每四年举办一次，自2016年举办第一届以来，至今已是第三届。但与奥运会不同但是，它是由瑞士苏黎世理工大学举办的非营利性赛事，旨在通过竞技，提升各国的假肢技术，并不断提高残疾人的生活质量。 在今年10月底举办的赛博格奥运会中，来自苏州的70后大姐徐霞，蝉联了手臂义肢组的冠军，简直就是现实版的阿丽塔。


handson队夺冠 图：cybathlon.ethz.ch 赛博格运动会不是单打独斗的个人赛，每一位参赛的残疾人背后都有一只专门负责技术的队伍。就像阿丽塔一样，徐霞姐有自己的“依德医生”。 徐霞姐和“依德医生”的队伍名称叫“handson”谐音“handsome”，这帅气的队伍名称配上酷炫的机甲手臂，透露出乐天派的感觉。徐霞姐的团队成员分别来自东南大学和中科院苏州生物医学工程技术研究所，是专门进行人机交互机械手研究的科研人员。 绕圈，不碰到中间的金属管 图：cybathlon.ethz.ch 在电影《阿丽塔》中，依德医生是在战争的废墟中遇到了身体残破的阿丽塔，然后带回医治、改造。而徐霞姐和机械手团队相遇的故事，则更充满阳光。


电影《阿丽塔》 1997年，不满18岁的徐霞在工厂里工作时，右小臂不慎被几十吨重的液压床卷了进去。不过徐霞姐乐观坚强，并没有因为失去小臂而心灰意冷，而是乐于体验新的事物、寻求新的挑战，她还积极参加各种活动，并没有因为自己的残疾而逃避社交。 正是因为徐霞的乐观主动，2019年在苏州残联举办的一次活动中，她结识了正在东南大学读博的胡旭辉，当时的他，师从宋爱国教授，研究的课题正是人机交互机械手，两人一拍即合，并成机械臂的“研究搭子”，并相约一同参加赛博格运动会。 手臂假肢赛分为十个关卡，并对应了生活中的十种场景。第一关是提不同重量的水瓶并摆放至指定位置，主要考验的是假肢对物体重量的感知能力。 提水瓶 图：cybathlon.ethz.ch 后面几关分别是收厨具、穿衣服、拧灯泡、钉钉子、拧瓶盖、物体感知、绕电圈、摞杯子、插锁孔。每关都有不一样的考量侧重点。 这些项目虽然看起来都很日常，甚至感觉是我们生活中微不足道的小事情，但其实对于霞姐和其他的残障人士来说，每一次发力、每一次旋转或拾取，都不像我们普通人一样轻松。 因为这个过程中不仅考验的是徐霞姐的操作能力，更考验的是机械手的灵敏度。 尤其是拧灯泡的时候，力度过大会把灯泡捏碎，力度过小则不能把灯泡拧好，所以这场比赛考验的不仅是选手和义肢的配合，更考验的是义肢的科技含量，是一场真正的赛博竞技。 用义肢拧灯泡 图：cybathlon.ethz.ch 霞姐所使用的义肢就是经过胡旭辉团队精心调试过的机械手臂，里面充满了科技含量。 它就像是一个遍布“神经”和“肌肉”的手臂，穿在了霞姐的肩上，传感器就是它的神经，机械装置就是它的肌肉，再通过接口处的信号传递装置连接主体。 比如说把“手”部感知到信号传回给霞姐，霞姐再将自己的指令信号发出给机械臂去执行，就像是想想自己在控制手臂，然后就真的能控制了。 其中最难的一关是盲盒探物，因为机械臂要在盒子里感知里面物体的型号，并按顺序取出。我们普通人的皮肤，几乎每一处都有触感、痛感、温度感、压力感和痒感，但机械臂就不一样了，对形状和触觉对感知是非常薄弱的，这同样也是义肢领域中非常难功课的一关。 盲盒探物 图：cybathlon.ethz.ch 但胡旭辉另辟蹊径，在机械手末端直接安上了摄像头，虽然咱感知不到，但咱可以看得到，主打一个绝不没苦硬吃，后来霞姐也成为这关唯一一位拿到得分的选手。 为了比赛成绩，霞姐和胡旭辉精心规划了比赛时的流程和节奏，来保证可以更快更好地完成比赛，比如什么样的动线更省时？什么样摆放物品的顺序更高效？如果出现失误，也丝毫不犹豫直接进入下一关。 大家还可以看到，在比赛期间，霞姐左手一直在触碰右肩处的一个位置，这就是她不断在调节机械臂的手动释放开关，来保证机械臂最快速度的张开，来加快比赛节奏。 最终徐霞姐通过10个关卡的测试，拿到了90分的高分，摘得手臂义肢赛组的桂冠。


图：新华社 本届赛博格运动会一共有8项赛事，包括：脑机接口（BCI）、功能性电刺激（FES）、手臂假肢（Arm）、下肢假肢（LEG）、外骨骼（EXO）、轮椅（WHL）、辅助机器人（ROB）、视觉辅助（VIS）。 其中辅助机器人和视觉辅助是今年新增的两项赛事，竞争也非常激烈。每个项目都有十关，每一关代表10分，按照得分排名，得分相同则快者胜。 其中，最直观能展示比赛中的水平的就是脑机接口赛事。团队通过植入或外戴式的头部传感器，接受脑部神经元发出的信号，并对计算机作出指令。这意味着对于瘫痪患者而言，他们仅通过脑部思维活动就可以灵活指挥计算机完成任务。


Phillip正在进行脑机接口比赛的训练 图：Knowable Magazine 剪发后的Phillip以满分的成绩获得本届脑机接口赛事的冠军 图：cybathlon.ethz.ch 但是由于脑接口是需要进行头部手术的，很多参赛团队大多都选择采用外置设备来进行比赛。 外接设备非常考验选手的专注力，因为如果脑子里同时出现“向左转”和“我饿了”的信号，会马上同时被接收器接到，影响执行速度。所以在执行任务时，要专注的控制脑子里的杂念，才能达到最终目的。 但是脑接口植入就不会有这个问题，因为植入电极可以放在运动皮层旁边，只监听相关神经元的活动、接受指令，而忽略其他无关的杂音。这使得指令的准确性、速度和控制力都大大提升，所以执行的准确率也是普通外接设备的一倍以上。 这项赛事的发起人Robert Riener，是苏黎世联邦理工学院的机器人和康复医学的专家。他2013年在报纸上看到一篇报道，讲述了一位装着假肢的男子参加了攀爬芝加哥威利斯大厦的比赛，于是他想可以专门举办这样一场残疾人比赛，让更多人意识到残疾人也可以拥有超越肉体束缚的能力。


Robert Riener 图：cybathlon.ethz.ch 所以，赛博格运动会从本质上来看和残奥会完全不同，残奥会注重的是更高、更快、更强，而且不允许假肢上有马达、显示器和传感器等科技装置来保证比赛的公平公正。 但是赛博格运动会是科技乌托邦，残疾人比拼的不是体魄，而是驾驭科技的能力，真正做到让科技服务于人，让人受益于更好的科技。 在赛博格运动会之外，我们在小红书上也发现了一位赛博格博主Jessica，她在一场烧伤事故中失去了自己的左手，在几次手术和心理重建后，她选择和自己的机械手臂和解，并重拾自信。





博主Jessica 她还抛出了很多有趣的议题，来解答网友对机械臂的疑惑，比如：手截肢了去做美甲可以半价么？机械臂是如何控制和训练的？以及机械臂是否可以让你成为“大力神”？ 虽然机械臂并不能让她获得超出正常人的神力，也不能做更多复杂的操作，甚至美甲也不能打折，但是无数位“Jessica”和“霞姐”都通过自己的经历告诉我们：精神的完整与躯体的残缺无关，顽强的意志是克服所有困难的奥义。