@叶平安

世界杯结束了，终于可以平心静气地聊聊和世界杯有关的话题。作为一个挨踢宅，对于奔跑在绿茵场上的健将们兴趣不大；让我最感兴趣的，是本届世界杯开幕式上的那套脑控外骨骼。对，就是开出了第一个球的那个。这是世界上第一次，将两种大有前途的技术结合在了一起；其中一种叫做动力外骨骼，另一种则是脑机接口。

雷神公司的XOS

穿在身上的计算机

这两种技术，让一位瘫痪少年开出了第一脚，也为人们推开了一扇新的门。这款动力外骨骼名叫“Bra-Santos Dumont”，由杜克大学和慕尼黑理工大学联合开发，通过用户的大脑意识控制运动，将脑电信号传输到一台计算机中，并转化成机械肢体的运动，再把触觉、温度和力量信息反馈给用户。也可以说，他们再造了一具身体，只不过是穿在身体表面，而且坚硬强壮。

昆虫的坚固甲壳被叫做“外骨骼”，而加上“动力”两个字，含义就大不一样了。动力外骨骼往往出现在科幻作品中，让步兵变成战车，把嘴贱的花花公子变成钢铁侠；但是在本质上，动力外骨骼是一种自动化的助力设备，无论是《异形》里的外星工作矿车还是《新世纪福音战士》里的EVA或者《阿凡达》里的机械卫士，都是一样的东西——根据使用者当前的动作，为使用者提供额外的力量。

动力外骨骼通过多个传感器来收集使用者的动作信息，把这些信息传递给中央处理器进行处理，然后启动相应的机械部件输出能量。我们可以把它看成是一台穿在身上的计算机，只不过是用身体的动作来操纵而已。比方说，一些动力外骨骼用肌肉压力传感器来收集使用者肌肉收紧的强度和方向，从而感应到操纵者的动作意图，再把收集到的数据资料传达给计算机——一般安装在背部。计算机会算出如何移动外骨骼来让使用者用力最小，然后再把指令传递到相关的外骨骼关节，通过关节的液压机构传动装置产生精确的力量，从而做到与人的动作同步。当然，实际上还是有一点时滞的，但是这点点时滞往往无法觉察。

当然，在机械外骨骼系统中，并不只有肌肉压力这一种传感器。角辨向器、肌电传感器、地面传感器也都很常见；同样，用于输出的机械系统也有很多选择，目前人们往往会使用液压系统或气压系统。

变身钢铁侠非易事

英国一家公司在两年前开发的“i-Limb”手部假肢可以视为局部的动力外骨骼。戴上这种设备时，会有两个电极片贴在使用者的前臂，根据前臂肌肉拉伸和收紧时产生的不同电信号来判断使用者的意图，可以精确地让五个手指的十个关节分别独立运动，从喝汤、握住一个鸡蛋到捏起一张光盘都能胜任，就像长出了一只新手一样。虽然看起来和听起来都很帅，但是动力外骨骼还没有成熟到可以大规模商用的程度——虽然这种技术已经颇有历史，但是毕竟太过复杂。

早在1960年，通用电气公司就开始了机械外骨骼的研究，但是当时的计算能力实在太过有限；麻省理工学院从1978年开始研究动力外骨骼，而到了今天，从事这一领域的研究机构和公司已经有了数百家——其中大部分都有军方背景或者接受军方投资。显然，动力外骨骼能够让士兵们更有战斗力。

美国国防部高级计划研究署在2000年选出了最有希望实用化的动力外骨骼系统，但是直到现在都还没有成熟到可以配发部队的程度——除了这种系统的复杂度之外，目前的电池技术也是个大难题。

但是目前也不乏亮眼的动力外骨骼出现。2003年，加州大学伯克利分校为军方提供了军用动力外骨骼的原型，这一原型后来发展成了洛克希德·马丁公司的HULC，它能让士兵们在负重九十公斤的情况下，以每小时十六公里的速度突击行进；而著名的美国国防承包商雷神公司则开发了XOS，看起来像是科幻片《星船伞兵》里的道具，却能让穿戴了这种外骨骼的战士一拳打穿八厘米的松木板，让35公斤的弹药箱像只有2公斤重一样。

除了军方外，动力外骨骼在民用领域也大有可为。2009年8月，日本筑波大学的HAL动力外骨骼正式推出，看起来像是微缩型高达。这种动力外骨骼主要用于医疗领域，帮助残障者行动、帮助伤患复健以及为护士们助力，效果还不错；而日本东京农工大学开发出一种动力外骨骼，用来增强年老农夫的力量，帮助他们完成剧烈的体力活。当然，这种民用产品的性能，和军用标准相距甚远就是了。

就在这个月，美国食品药品管理局（FDA）批准了一种叫做ReWalk的动力外骨骼上市销售。这种设备能让下半身瘫痪的人重新站起来，可以转弯、走路和坐下。与自由的行动能力相比，售价近7万美元的这种设备应该算相当便宜了。