中國半機械人奧運奪冠 賽博時代已經來臨_風聞

你知道嗎？臨近年底，我們“奧運”又奪冠了。

不過，這個“奧運”，不是那個展示人類身體潛能極限的奧運，而是半機械人仿生奧運會，比賽地點在蘇黎世。

半機械人、仿生。是的，朋友，今年是2024年，不是2077年。

這也不是某段科幻電影的劇情。

之所以有“半機械人仿生奧運會”的稱呼，是因為這個比賽彙集了全球最前沿的仿生技術，涉及假肢、輪椅、外骨骼、腦機接口等多個領域，旨在推動這些人類頂尖“輔助技術”的應用創新。

這也是中國科研團隊，在全球頂級科技助殘賽事裏面創造的最好成績。

科技改變生活這句話我們可能都聽膩了。但這一次，可以説是鉅變了。

中國選手一出場，感覺《攻殼機動隊》裏的草薙素子已經走進了現實。

大家説這世界已經這樣了嗎？怎麼才告訴我。

所謂賽博化的時代，真的來了。

01 世界已經這樣了？

當地時間2024年10月26日下午，中國科學院蘇州醫工所的“90後”博士後胡旭暉，帶領着運動員與自己的科研團隊來到了蘇黎世，走上了有着半機械人仿生奧運之稱的，第三屆全球輔助技術奧運會。

代表“中國隊”出場的選手，是來自蘇州的殘疾人運動員徐敏。她身穿黑色polo衫，白色長褲，腳踩一雙白色運動鞋，與每天你在路上擦身而過的市民大姐好像沒什麼區別。

但當目光落在她的右臂，是一部白色機械臂，金屬光澤，科技美感。這種魔幻現實的觀感，就像家裏的爺爺當你面從枴棍裏抽出一挺巴雷特。

比賽一開始，徐敏用她的機械手臂連續夾起4瓶礦泉水，將其放入箱子內。緊接着，她提起水箱迅速跑到指定地點，把4瓶礦泉水完好的取出放在桌子上。

整個過程中，她的機械手臂都沒有觸碰塑料瓶身，而是完全精準夾中了瓶蓋部分。

接下來，徐敏要抓取的物體更小、更輕也更刁鑽。按照要求，她要用機械手臂將一隻茶杯拿起擺放在身後的櫃子上。

這一輪，主要考核機械臂的自適應力控制和力觸覺反饋。仿生手臂需要根據杯子的形狀和材質去調整抓力，避免用力過大或過小。

徐敏操控機械臂，就像步驚雲拿到絕世好劍，相當敏捷自如的完成了動作。

隨後，徐敏又再次轉身，用機械臂夾起了碗架上的盤子，同樣輕鬆將其放入了櫃子。這個環節十分考驗仿生臂對盤子重量和形狀的感知，以及對抓力的細微調整。而她抓盤子的穩定程度讓人歎為觀止。

一切順利完成後，徐敏迎來了更難的挑戰——穿衣服，拉拉鍊。

眾所周知，人類的手，最精妙的，不只在於握力和拉力，而是一系列神經和骨骼、肌肉精密的操控和配合。

拉拉鍊、係扣子，5歲孩童就可以辦到的基礎自理動作，對於上肢殘障人士而言，卻是一個巨大的麻煩。而如果換成機械手臂來完成，更是一個極為複雜的大型系統任務。

這個環節，不僅檢驗機械臂識別拉鍊位置的視覺識別準確程度，以及調整抓力和動作的自適應力控制。同樣是對仿生技術能否真正下放到民用市場，解決消費者基礎生活需求的具體考驗。

而隨着運動員徐敏流暢地拉上拉鍊，觀眾們鬆了一口氣，有人甚至流出淚來。這不止是拉上了一件衣服，更是彌合了一條巨大的技術鴻溝。胡旭暉團隊的產品很好地解決了上肢殘障人士的痛點。

到這裏，比賽的進程已經過半。

接下來，等待徐敏和胡旭暉團隊的，是兩個更為嚴峻的考驗。

一個是盲盒抓取。

這一環節的要求，是將機械手臂深入到一開口處鋪滿尼龍絲的狹小空間，在視線被遮蔽的情況下“摸”到物體並取出。

這是一個綜合考核環節。仿生手臂需要在看不見的情況下，通過觸覺和力反饋，才能抓取不同硬度的物體。這要調用視覺識別和肌肉電信號識別等精密技術。

正常人在盲盒中取物，尚需探索感知。儘管難度巨大，但徐敏採取了“犧牲速度”的策略，一點點地通過肌肉刺激操作仿生手臂，完成了物體感知以及力的分配，成功過關。

最後，是抓鑰匙和小球。

這裏，機械臂需要精準地識別並抓取到緊貼在桌面的鑰匙以及容易滾動的小球，並將它們放入對面相應的區域。

這不僅考驗機械臂對於精細物體的抓取能力，對肌肉電信號識別和自適應力的的要求也更加苛刻。難度相當於把前面的環節打包之後再上三番。

此時，前面已經經歷過“大風大浪”的徐敏，已經不緊不慢，把目標拆分成“推”“夾”“運”“插”“放”幾個動作，有節奏地推進着比賽進程。有如已經學完了乾坤大挪移的張無忌單刷光明頂副本。

最終，比賽在緊張有序中結束。胡旭暉團隊與徐敏最終以90分的優異成績，戰勝法國隊和意大利隊，獲得“半機械人仿生奧運會”上肢義肢組冠軍。

這是中國科研團隊首次在大賽中奪冠，同時也打破了往屆義肢組均為純機械式假肢摘得冠軍的記錄。

人的參與，神經信號控制與智能系統，讓義肢來到了一個全新的紀元，其意義已遠遠不止一個冠軍。

02 賽博武林見聞錄

胡旭暉團隊與徐敏征戰的奧運會，正式名稱叫全球輔助技術奧運會（CYBATHLON）。

這是一項首創於2016年，由瑞士聯邦理工學院發起，旨在推動仿生技術的發展和應用，幫助殘疾人更好融入社會的全球性比賽。選手使用半機械義肢或仿生設備完成各種挑戰，展示該領域的前沿技術。

也就是説，這是一場全球“賽博義肢”領域的羣雄逐鹿和武林大會。

而在如此激烈的競爭中，幫助中國代表團贏得勝利的，是我們的國產技術。

這些技術，來自東南大學機器人傳感與控制技術研究所——宋愛國教授的團隊。本次帶隊出征的90後博士後胡旭暉，則是宋教授的“高徒”。

和“徒弟”胡旭暉一樣，於1968年出生的宋愛國教授，同樣是年少成名。

2004年，年僅33的宋愛國，就成為東南大學儀器科學與工程學院院長。

作為科研工作者，他的設備，不光是用來比賽的。

在一些實際應用領域，我們也能看到宋教授的一些“小發明”。

比如，全球首台人工智能放射性粒子介入機器人。

這一發明主要用於醫療領域，特別是癌症治療中。通過機器人的精確控制可以將放射性粒子直接植入病灶部位，從而大幅提高治療精確性和效果。

再比如，眾所周知，“神舟七號”飛船在執行任務時，出現過宇航員開艙門困難的情況。

這是因為，宇航員在失重環境下，會出現鈣流失與肌肉功能退化等生物力學發生變化的情況。這導致宇航員肢體出力情況跟地面相差很大。

過去，只有美國和俄羅斯兩國擁有相關的技術數據。

2008年起，宋愛國教授團隊受中國航天員科研訓練中心委託，研製高精度多維力傳感器與航天員操作力測量系統。宋教授對空間站內航天員的13種操作力、36種操作方式，進行了精確的測量，並最終研製出了航天員在軌操作力的測量傳感器和測量系統。

中國空間站

當然，宋教授的發明還有很多。

諸如，解決了高精度多維力感知問題的中國空間站艙外大型機械臂。

還有解決大量程、高精度力反饋，和大時延力控制難題，具有輕量化、多功能、自主導航一系列特點的月球車等等。

玉兔號月球車

總之，在這次“半機械人仿生奧運會”，宋愛國教授的團隊將力覺臨場遙感操作機器人技術“軍民兩用”，成功嫁接到了新型智能假肢的研發上面。

依靠精確的軀體控制系統，他們的假肢實現了手部與腕部多種自由度的同步快速控制。在力觸覺感知、力觸覺反饋、自適應力控制、肌電信號識別等關鍵技術方面都取得了重要突破。

2014年宋愛國教授訪問英國鄧迪大學

至於本次上陣的中國選手徐敏，她的奪冠之路，與科研過程有着相似的曲折。

1992年，17歲的徐敏在電扇廠裏上班時，被重達60噸的大沖牀壓斷了右小臂，從此落下了殘疾。

之後，身患殘疾的她，找工作屢屢受挫。

2003年，徐敏開始創業，做過房產中介、開過超市、開過飯店……

本來，她的殘疾人身份，讓她和“競爭”這個詞看似無緣了。

直到2019年，徐敏從蘇州市殘聯，瞭解到了一個“神奇”裝置需要受試者的消息。由此契機，她認識了正在尋找假肢受試者的胡旭暉。

自此，代表中國在賽博武林大會上一舉奪彩的故事開始了。

當然，在本屆半機械人仿生奧運會，除了胡旭暉團隊獲得的“上肢義肢”冠軍外，其他一些國家團隊也拿出了非常科幻的作品。整個賽場就像是《賽博朋克2077》團建，復仇者聯盟開Party，瓦坎達去聯合國開會。

比如，蟬聯可穿戴式機器人組冠軍的，是來自韓國科學技術院的團隊。他們研發的外骨骼，不僅能讓腿部殘疾者恢復行走功能，還可以躲避不斷移動的障礙物。假以時日，這個裝備或許成為馬里奧最想擁有的神器。

獲得視覺識別組冠軍的，是來自匈牙利的EyeRider團隊。與其他國家的團隊卷外設裝備不同，他們為視覺障礙人羣開發了一款適用於 iPhone 的APP，解決他們日常生活中，導航、物體識別和顏色識別等等需求。

我覺得在不久的將來，脱口秀演員黑燈説不準會拿這類技術寫點新段子。

風格比較統一的，是電動輪椅組。這個組別的整體特點，是輪椅+章魚博士般的機械臂，針對的就是輪椅使用者手部活動受限，日常操作不便的痛點。

比賽中，德國弗勞恩霍夫研究所團隊憑藉在機械臂開門、屏幕觸控、拿餐具等環節的優秀表現，摘得了金牌。

就是有現場觀眾表示擔心賽場會不會突然就出現一個圈，然後裏面蹦出來三個蜘蛛人。

當然，比賽也考慮到了那些全身癱瘓的患者。

這裏，比拼的就是時下最火的“概念技術”——腦機接口了。

獲得該組冠軍的，是美國斯坦福大學的團隊。

美國人“中學西用”，使用了與傳統氣功大師相似的概念——意念，也就是科學上所説的腦電波，完成了對電動輪椅、機械臂、計算機光標等設備的控制。

而看完全部的比賽，我們會真切地感受到，一個我們曾經幻想過的時代，正在以大大超過我們預想的速度，到來了。

03 賽博福祉與技術倫理

其實，“義肢”這個概念誕生得非常早。

早在古埃及時期，人們就發明了類似《加勒比海盜》裏的巴博薩的義肢。

之後的漫長歲月裏，義肢的主要升級，都是在材料上面。目的都是讓佩戴者更加舒適。

直到20世紀60年代，“肌電假肢”的概念出現，利用肌電信號控制義肢動作成為可能。

如今，隨着科技的進步，智能義肢技術迅速發展。微處理器、傳感器技術革新，讓義肢能夠更為精確地模仿自然肢體的動作。

而人工智能和神經接口技術的進步，則讓義肢變得不僅可以執行復雜的動作，還能提供觸覺反饋，顯著提高了佩戴者的生活質量。

當然，在人類前往“賽博時代”的道路上，依舊存在着許多技術難點。比如“仿生義肢”的高密度能源與能源管理、控制算法、感覺反饋，和基本的經濟性等等。

不過，人類文明並沒有“知難而退”，一大批明星科研團隊與明星企業正在成長。

比如，麻省理工學院開發的幫助截肢者自主神經控制的仿生假肢，通過手術重建殘肢內仿生的屈伸肌動力學，產生與完整肢體類似的本體感受，通過柔性電極捕獲肌電信號，已經能讓佩戴者自然行走，甚至上下坡、爬樓梯和越障礙時都表現得接近正常人。

麻省理工學院 仿生假肢恢復近乎自然的步態

上海交通大學研究團隊設計的軟件神經假肢手，已經可以出色地抓握柔軟與易碎物品。

上海交通大學 軟體神經假肢手

還有意大利理工學院開發的仿生手，不僅外觀與人手非常相似，而且可使截肢患者恢復90%以上的功能。

意大利理工學院開發的仿生手—— Hannes

此外，還有推出了可活動關節機械手的英國Touch Bionics公司，以及推出了幫助下肢截肢或癱瘓患者恢復行走的，生物機電一體化動力仿生腳的法國Revival Bionics公司等等。

Touch Bionics 機械手

Revival Bionics 仿生腳

對於賽博義肢的未來，北京理工大學與日本岡山大學的研究人員都曾預測——其將可以代替人手。

更為“大膽”的科學家與企業家則相信，隨着仿生義肢和人造器官的研發，未來人類的壽命將會顯著地延長。

至於總愛“説三道四”的馬斯克，也通過腦機接口公司——Neuralink，下注“賽博人類”賽道。他認為，隨着這項技術對人類能力的增強，這將成為人類與人工智能保持競爭的關鍵。

Neuralink 官網介紹

讓我們把視野，從未來拉回當下。

得益於多年來的技術積累，目前義肢領域已經不再是單純的前沿科技探索。細心觀察就可以發現，其下放到民用市場的案例越來越多。

這是一件好事。要知道，僅在中國，截至2020年，殘疾人人數就達到了大約9500萬人。

比如，前陣子爆火的跳傘美女Jessicadu2.0，她因為燒傷不幸左手截肢。之後，她佩戴了中國首例半掌智能仿生手，時不時在網絡上展示着她的“賽博生活”。

當然，賽博義肢也將面臨倫理的困境。

就像整容手術最初是服務於戰爭後遭到毀容的傷員，如今卻變成了“美役”一樣。

當機械比肉體強大時，人類終將會思考：我們有沒有對於身體的自主選擇權？我們是否可以放棄自己的肉身？

這不是單純的未來議題，而是已經出現苗頭的爭議。

比如有着“刀鋒戰士”之稱的，南非前殘疾人田徑運動員奧斯卡·皮斯托瑞斯。他憑藉高科技“義肢”，甚至可以和健全運動員一起比賽。這引發了人們對於技術造成不公的討論。最終，2007年，國際田徑聯合會修正了競賽規則，禁止運動員使用任何工具來增強競爭力。

當然，我想，隨着這樣的嚴肅討論越來越多，中國的9500萬以及全球各地的殘疾人士，生活都會越來越方便，人生的選擇機會，將會越來越多。

而至於賽博福祉與技術倫理無休無止的爭論與博弈，也許只有時間，才能給我們答案。