血肉之躯长出机械骨骼

阿　蒙

电影《蜘蛛侠２》中，天才科学家“章鱼博士”背后长长的机械手，给人留下了深刻的印象。如果这样的发明能有效地运用到现实生活中，会出现什么样的状况呢？

举重，不仅是力量的比拼，有时也可以变成心智的较量。去年秋天，来自美国圣迭戈某中学的教师丹·鲁珀特，刚刚用自己的行动证明了这句话中体现的哲理——众目睽睽之下，个头瘦小的鲁珀特先生把２９５公斤的杠铃轻而易举地抬离了地面。要知道，创造奇迹的他，一天举重都没有练过。

奥秘全在他的身外

丹·鲁珀特所展示的超凡能力，得益于他身上所“穿”的一件闪闪发亮的铬钼合金“外衣”（重达６０公斤，几乎与丹·鲁珀特体重相当）。简单讲，这是一件利用液压原理制造出的“助力服”，一旦穿上它，再瘦弱的人也能一下子变成力大无穷的超人。去年秋天，加利福尼亚州圣克拉拉市在美国科技杂志《寻根究底》（Ｎｕｔｓ Ａｎｄ Ｂｏｌｔｓ）的赞助下，举办了一次非常有意义的“举重比赛”，来自全世界的６家科研机构参加了这次比赛。表现不俗的丹·鲁珀特，名列季军。

在这项名叫Ｔｅｔｓｕｊｉｎ（日语发音的英文译名，意为“超人”）的比赛中，有一个项目要求选手把杠铃迅速举过头顶，用时最短者即可获得优胜。可惜的是，选手们的表现有点让组织者失望。即使是冠军Ｘｅｌａ科研小组，也只能在４６秒里把１１３公斤的重物从地面上抬起８７厘米。这个成绩拿到奥运会上，会让雅典奥运冠军、伊朗大力士扎德赫（Ｒｅｚａ Ｚａｄｅｈ）笑破肚皮。目前人类仅凭血肉之躯创造的最好成绩，高达２６３公斤。

但是，热衷开发“助力服”的科学家，对自己的研究仍旧充满信心。目前，全世界大约有１０余家实验室从事该项研究。他们认为，自己的研究成果主要有３大服务对象：残疾人、军队和工程人员。残疾人（比如说腿部肌肉萎缩患者）可以借着助力装置重新站起来；军队则可以提高单兵装备的携带水平，穿上“助力服”的士兵不但能背起更多的给养装备，而且健步如飞，不知疲倦；至于工程技术人员，也可以穿着“助力服”走进地形狭窄、重型机械难以到达的作业面施工。

不必好高骛远

自２０００年开始主持该项目，已经获得美国五角大楼下属机构“尖端国防产品研究所”高达３５００万美元资助的霍曼约恩·卡泽罗尼博士认为，现阶段研制“助力服”的根本目的，不是把普通人变成力大无穷、无往不利的超人，就像电影《蜘蛛侠》里的蜘蛛侠和“章鱼博士”那样。卡泽罗尼博士说：“现在，美军单兵负荷标准是２～３公斤，我们希望开发出的‘助力服能够帮助士兵轻松扛起３０公斤重的背囊。除去用在军事上，‘助力服还能让患有肌肉无力症的病人重新获得力量。”

这项名为Ｂｌｅｅｘ（伯克利下肢外骨骼助力器，Ｂｅｒｋｅｌｅｙ ｌｏｗｅｒ ｅｘｔｒｅｍｉｔｉｅｓ ｅｘｏｓｋｅｌｅｔｏｎ）的高科技产品，由电动机和４０多只传感器组成，重约４０公斤，会同步模拟穿着者的动作。卡泽罗尼博士解释说：“我们的产品和参加Ｔｅｔｓｕｊｉｎ举重比赛的其他‘助力服的不同之处在于，它只是同步模拟穿着者的动作姿态，而不是让穿着者驾驭或是指挥这具机器。‘助力服配备的电脑通过传感器随时感知穿着者的动作并分析其特点，然后驱动各部分与穿着者同步而行，就像影子跟着主人一样。”

正因为出发点略有不同，伯克利大学的科研小组没有参加Ｔｅｔｓｕｊｉｎ举重比赛。其实，伯克利大学做出这种姿态还有一句潜台词没有公开说，那就是：凭借现在的科技水平，想一开始就发明出与人类活动完全同步的机械助力服，有点天方夜谭。卡泽罗尼博士说：“以举重为例，它看似简单，其实要完成这个动作，需要动员全身许多器官的肌肉：大腿、骨盆、后背和胳膊。全面模拟所有肌肉动作，让‘助力服与人类活动完全一致，简直是件不可能完成的任务。所以，我们把Ｂｌｅｅｘ视为第一阶段的开发目标，这项汇集了生物学和生物机械学两大科学门类的产品，已经可以破译出人类行走的基本模式。但是，它还不能像科幻电影里表现的那样，与穿着者融为一体，合二为一。”

另有曲径通幽的做法

尽管伯克利大学研究小组制订的目标已经非常现实，还有科学家认为他们的方案太复杂。为什么非要追求“人机合一”的效果呢？一架由人类亲自操纵、反应非常灵敏、能在很大程度上模拟人类活动、半像机器人半像传统机械的“助力机器人”，不是更省钱且更好研制吗？

大家都看过《黑客帝国Ⅲ》吧，当机器乌贼攻进锡安时，抵抗战士所操纵的机器战警，就是最贴近这种设想的东西。而定居在阿拉斯加州的卡洛斯·欧文，就是这种设想的坚决支持者，他研制的Ｎｅｏｇｅｎｔｒｏｎｙｘ助力机器人高达５米，纯钢结构，一共只花了４万欧元。卡洛斯说：“我曾经有过这样一个向往，就是发明一种可以完全模拟人类活动，但是跑得更快，更能负重的机械大力士，但是从节省经费的角度考虑问题，现在这种选择可能更现实。”

在日本，还有一些科学家与卡洛斯·欧文持有同样看法，横滨一所科研机构发明的助力机械腿，可以让使用者比平常多举起５０％的重量。研制者说，估计上了年纪的人对这种操作简单、价钱便宜的助力机械腿会非常感兴趣。目前，助力机械腿的技术已经基本成熟并具备了批量生产的条件。

（编译自法国《周末三日》）