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2023-01-31
能不能只用國外產(chǎn)品1/7的錢，讓中國殘障人士擁有仿生手？
更新時間：2022-11-09 19:38:35作者：智慧百科
導(dǎo)讀：基于肢體殘障人士的數(shù)量基礎(chǔ)和經(jīng)濟情況，義肢要想積極扮演自己角色，必須要讓更多人買得起。林駒表示，長期以來國內(nèi)外產(chǎn)品存在落差：國內(nèi)產(chǎn)品功能簡單；國外產(chǎn)品更智能，但是價格很高，“最便宜的三十萬，正常的四五十萬，最好的七十萬?！痹谒磥?，在性能不輸外國產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，我們現(xiàn)在能把價格做到別人的1/3，甚至1/7，這是可以幫助到更多人的。
【采訪/觀察者網(wǎng) 周毅 編輯 莊怡】
“即便人機結(jié)合的目標(biāo)難以實現(xiàn)，腦機接口技術(shù)在醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域也會發(fā)揮巨大價值。”
在“大腦上云”言論一石激起千層浪后，馬斯克發(fā)表了名為《相信科技創(chuàng)造美好未來》的文章。馬斯克認為，人類對腦機接口技術(shù)的研究還處于早期階段，目前該技術(shù)在醫(yī)療康復(fù)、大健康領(lǐng)域的應(yīng)用是最廣闊的。這篇文章被刊登在《中國網(wǎng)信》雜志第4期。
瀏覽社交媒體，不少網(wǎng)友對腦機接口的第一印象，可能很大程度上來源于Neuralink公司對高帶寬侵入式腦機接口技術(shù)的專注，或者是馬斯克提出的“大腦上云”計劃——將人格意識“下載”或“存放”在特斯拉人形機器人上，實現(xiàn)“永生”。
現(xiàn)實是，與“侵入式腦機接口”相比，反倒是非侵入式腦機接口技術(shù)頻頻在醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域落地，服務(wù)人類。在某些場景中，它們讓義手、義腿變得更加智能、仿生，有利于幫助殘障人士重返正常生活。
尤其是在中國，這很大程度上已經(jīng)成為現(xiàn)實。
在今年進博會上，中國制造的智能仿生手向中外參觀者開放
智能仿生義肢是如何實現(xiàn)“智能”、“仿生”的？智能義肢的發(fā)展，給中國肢體殘障人士帶來了哪些改變？通過對行業(yè)人士的采訪，我們試圖介紹國內(nèi)智能仿義肢的一些進展；此外，我們的社會應(yīng)該如何與殘障人士“雙向奔赴”？通過與肢體殘障人士對話，觀察者網(wǎng)也希望傳遞他們的聲音。
從“人配合機器”到“機器配合人”，科技進步扮演了什么角色？
讓殘障人士擁有一雙“手”，是中外科學(xué)家不懈追求的命題之一。
不過正如聯(lián)合國教科文組織所說，在過去100年里，假肢基本沒有發(fā)生什么變化，只不過是設(shè)計更精細，材料更輕更耐用，但工作原理卻是一樣的。在相當(dāng)長的一段時間里，人工手是非常笨拙的。
從殘障人士的使用體驗來看，傳統(tǒng)機械手的局限之處在哪？
傳統(tǒng)的假肢產(chǎn)品主要通過開關(guān)切換控制，使用它們就像操控復(fù)雜的機械。使用者往往需要“死記硬背”，比如動兩下肌肉是控制假手開合，動三下肌肉是控制食指張開……學(xué)習(xí)時間長、操控體驗差，某種程度上，是“人在配合機器”。在彈琴、打字等要求速度的動作上，更是無從下手。
近年來，國內(nèi)外科研團隊、從業(yè)企業(yè)，都試圖讓智能仿生手“更似人手”。例如，德國奧托博克公司研發(fā)了“米開朗基羅之手”，每根手指上安裝有傳感電極，具有7種不同抓取能力；在國內(nèi)、強腦科技、傲意信息和丹陽假肢廠等企業(yè)，都進行了自己的嘗試，很多產(chǎn)品已經(jīng)改變了國內(nèi)殘障人士的生活。
英國紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)一位工程師設(shè)計了“可視仿生手” 轉(zhuǎn)引自聯(lián)合國教科文組織
日前，強腦科技BrainCo宣布，其智能仿生手已經(jīng)拿到了FDA認證，這是國內(nèi)唯一獲得FDA認證的智能仿生手。國產(chǎn)假肢，它的“智能”和“仿生”體現(xiàn)在哪里？和傳統(tǒng)產(chǎn)品、國外同類產(chǎn)品相比，新一代義肢有什么優(yōu)勢？未來技術(shù)迭代升級的方向有哪些？
據(jù)開發(fā)人員介紹，BrainRobotics智能仿生手基于腦機接口技術(shù)，采用非侵入式生物電感應(yīng)電極，檢測使用者皮下肌電神經(jīng)電信號，并識別使用者每根手指的運動意圖，使上臂截肢用戶像控制自己原本的手一樣，精確地控制5根手指的運動速度和位置。
一位接受采訪的殘障人士形容稱，與傳統(tǒng)義肢相比，智能仿生手基本實現(xiàn)了“機器配合人”。此外，智能仿生腿等產(chǎn)品，也在幫助更多殘障人士回歸正常生活：不僅僅是生活自理、重返工作崗位，他們還有機會重回運動等領(lǐng)域。
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觀察者網(wǎng)在采訪中了解到，研究團隊未來將圍繞降低功耗（通過算法優(yōu)化）、提升傳動效率（通過優(yōu)化機械設(shè)計），以及提供快充和設(shè)計可替換電池接口來進行升級，為殘障人士帶來更多便利。
讓殘障人士“收復(fù)”觸覺，我們現(xiàn)在到哪一步了？
生物手和機械手最強烈的差異在哪？
觸覺。
健全人的手可以感受溫度、濕度，它可以通過觸摸去區(qū)別什么是水，什么是火，它可以感受到父母粗糙的手掌，孩子細滑的臉龐，戀人溫柔的臂彎……
不夸張地說，觸覺的喪失才是真正將肢體殘障人士和健全人“割裂”的地方。
在這個問題上，我們現(xiàn)在的進度到哪一步了？技術(shù)瓶頸在哪里？
BrainCo強腦科技創(chuàng)始人兼CEO韓璧丞對觀察者網(wǎng)表示，感覺反饋最大的難點是重建感覺神經(jīng)傳入通路，實現(xiàn)仿生逼真的感覺。
人體的觸覺感知來自手部豐富多彩的感受器，它們在指尖的分布密度高達1000個/mm2。感受器在感知到外部刺激后，誘發(fā)傳入神經(jīng)興奮，并傳遞進大腦。在傳遞過程中，由于信息過于冗余、復(fù)雜，人體的神經(jīng)環(huán)路會對它們進行整合、抽象，從而形成我們大腦能夠意識到的感覺。
“目前感知信息在神經(jīng)傳輸過程中的整合機制依然是腦科學(xué)中最迷人的問題之一。如何通過合理的刺激手段，使人工刺激的感覺盡可能接近真實的觸覺感知，是目前無論是虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域還是腦機接口領(lǐng)域的核心難題。”
實驗室中，受試者在進行觸覺感知嘗試
韓璧丞表示，幸運的是，對于截肢患者而言，他們在經(jīng)歷截肢手術(shù)后，他們的感覺傳入神經(jīng)會經(jīng)歷一次神經(jīng)層面的重塑，并在他們的殘肢皮膚區(qū)域上，形成幻指區(qū)，當(dāng)我們刺激這些區(qū)域時，他們會產(chǎn)生他們曾經(jīng)的手指被觸摸的感覺。這是一個非常有意思的現(xiàn)象，對于我們理解感知信息在神經(jīng)傳輸過程中的整合機制非常有幫助。而我們的假肢，也準(zhǔn)備通過刺激這些幻指區(qū)，以產(chǎn)生模擬逼真的感覺。
“這也是我們與國內(nèi)外同類產(chǎn)品非常不同的地方，”韓璧丞提到，“目前的假肢設(shè)計中，要么沒有考慮感覺反饋，要么只是通過簡單的編碼刺激的方式，把信息通過類似發(fā)電報的機制傳給受試，我們借助幻指區(qū)的神經(jīng)原理，實現(xiàn)逼真的感覺。當(dāng)然幻指區(qū)反饋對于工程要求的難度非常高，它要求刺激裝置能夠精準(zhǔn)定位到幻指區(qū)，對于刺激裝置的設(shè)計、適配都帶來很大挑戰(zhàn)。目前我們還在實驗室階段。”
關(guān)于義肢，為什么我們要談?wù)摗百I得起”？
長期以來，假肢市場的特點是患者多、產(chǎn)品貴、性能弱，以及產(chǎn)品普及率低。雖然伴隨著技術(shù)進步，近年來國內(nèi)外智能仿生手產(chǎn)品在靈活性、實用性上取得了明顯的進展。但是很顯然，要讓智能義肢真正實現(xiàn)普及、普惠，價格才是關(guān)鍵。
林駒（化名）曾在一場事故中失去了左手，后來他成為中國智能仿生手的使用者之一。
在接受采訪時，林駒表示，長期以來國內(nèi)外產(chǎn)品存在落差：國內(nèi)產(chǎn)品功能簡單；國外產(chǎn)品更智能，但是價格很高，“最便宜的三十萬，正常的四五十萬，最好的七十萬?！痹谒磥?，在性能不輸外國產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，我們現(xiàn)在能把價格做到別人的1/3，甚至1/7，這是可以幫助到更多人的。
在我國，因各種原因不幸落下肢體殘疾的居民，基數(shù)是不少的。
中國殘疾人聯(lián)合會網(wǎng)站顯示，根據(jù)第六次全國人口普查我國總?cè)丝跀?shù)，及第二次全國殘疾人抽樣調(diào)查我國殘疾人占全國總?cè)丝诘谋壤透黝悮埣踩苏細埣踩丝側(cè)藬?shù)的比例，推算2010年末我國殘疾人總?cè)藬?shù)8502萬人，其中肢體殘疾2472萬。
由于身體功能、社會適應(yīng)能力和獲得收入能力相對較差等條件的限制，殘疾人更容易受到“貧困”問題的困擾。數(shù)據(jù)顯示，2016-2018年，全國殘疾人家庭人均年收入占全國居民人均可支配收入的比例，分別為57.8%、56.6%和57.1%。
這是一個死循環(huán)。
肢體殘缺，因此喪失工作能力，錯失工作機會，造成貧困；因為貧困，因為義肢貴，所以買不起；因為用不了義肢、身體殘缺，被迫和健全人脫節(jié)……要打破這個死循環(huán)，肢體殘障人士不僅需要社會的幫助和扶持，更需要解放自己參與勞動和獲得收入的能力。
基于肢體殘障人士的數(shù)量基礎(chǔ)和經(jīng)濟情況，義肢要想積極扮演自己角色，必須要讓更多人買得起。
要打破傳統(tǒng)智能仿生義肢產(chǎn)品“價格貴”的困境，中國企業(yè)可以從哪些地方發(fā)力？或者說有哪些啟示？
韓璧丞在接受采訪時表示，要最大程度上讓殘疾人士“用得起”，首先離不開打破國外企業(yè)的壟斷和技術(shù)封鎖。同時，通過模組化設(shè)計，我們可以提升產(chǎn)品可量產(chǎn)性和可維修性。此外，依靠于國內(nèi)強大的加工制造能力，大規(guī)模批量化生產(chǎn)可以形成規(guī)模經(jīng)濟。
“依托于我國強大的制造能力和材料生產(chǎn)加工能力，我們假肢實現(xiàn)了100%在國內(nèi)生產(chǎn)和加工制造?！?/p>
讓智能仿生義肢價格更加親民、可負擔(dān)，這或許是值得中外企業(yè)多加關(guān)注的一個地方。
“沒有人發(fā)現(xiàn)他裝了義肢，那一刻他是最開心的”
2018年，林駒剛大學(xué)畢業(yè)，“正是考慮找工作，經(jīng)濟獨立，去談戀愛、結(jié)婚生子的時候”，可一場意外卻奪去了他的左手。林駒對觀察者網(wǎng)表示，這段記憶好像被打上了灰色的濾鏡，“別人一盯著我看，我就感覺不自在。”
“我住醫(yī)院的時候就在想，雖然我出了事，但是現(xiàn)在科技這么發(fā)達，應(yīng)該有那種每個手指都能動的（義肢）。最后發(fā)現(xiàn)，我想多了?！绷竹x苦笑道，根據(jù)親身經(jīng)歷和對其他人的觀察，對于剛失去手臂的人士而言，大家普遍會覺得裝義肢性價比低，其中一個原因就在于手臂截肢的人，本能地會用自己原來的手為參照對象去考慮義肢，期望越高、落差越大。
某種程度上，這意味著只有覆蓋更廣闊的應(yīng)用場景，才能讓假肢體現(xiàn)它智能、仿生的一面。
只有輔助工具性能更完善、場景更廣泛，才能幫助殘障人士實現(xiàn)“與健全人無異”
林駒表示，我們在日常生活中，之所以很少看到肢體殘障人士，是因為他們往往把自己關(guān)在家里。有和眾多殘障人士的交往經(jīng)歷，林駒認為，能夠幫助殘障人士拋棄外界對自己的成見，自己對自己的成見，回歸正常生活，這是很有意義的。
一位父親用中國制造的機械手為孩子剝香蕉，“科技讓生活更美好” 社交媒體截圖
“有一個孩子失去了兩只手，安裝了義手，現(xiàn)在他可以自己去學(xué)校，去讀書、寫字、吃飯，可以自己回家，不用父母守著他。他能夠回歸正常的學(xué)校，而不是只能去特殊學(xué)校?！痹诹竹x看來，伴隨著中國科技的進步，殘障人士也可以擁有與健全人無異的人生。
“人們平等地看待你，這蠻重要的。”林駒回憶說，“有個小伙，他平時喜歡穿短褲，機械腿露出來，就容易被大家看到。但有時候我和他擠公交，包括收費員在內(nèi)，沒人盯著腿看，就會覺得他是健全人，你知道嗎？這是他最開心的時刻?！?/p>
（為保護受訪者隱私，文章采用化名）