假肢关节松动会怎么样?佩戴多年的假肢感觉不太行了。

奥斯卡-皮斯托瑞斯在08年参加残奥会男子400米之后的照片。今年,他将参加伦敦奥运会个人400米和4乘400米接力的比赛。(腾讯科技配图)

腾讯科技讯(玉临)北京时间8月4日消息,据国外媒体报道,在本次伦敦奥运会上,著名的“刀锋战士”奥斯卡-皮斯托瑞斯(Oscar Pistorius)将再次使用碳素纤维材料做成的仿生腿参加奥运会的田径比赛。而距伦敦尤斯顿路大约7公里的韦尔科姆收藏馆(Wellcome Collection)正在进行一个名叫“超级人类”的活动。以往,韦尔科姆收藏馆常常进行的是反映艺术、历史和人文的展览。

此次活动向世人表明,人类可以在身体的各个方面进行增强,未来的生物工程可以说无所不能。另外,这一技术极具艺术美感,有时甚至是异想天开,非常具有前瞻性。至于说皮斯托瑞斯已在奥运会上使用的仿生腿,人们已经可以从中窥视到未来体育比赛的端倪。

很多人都听说过皮斯托瑞斯,这名南非出生的短跑选手天生就没有腓骨,在比赛时必须带上一种名叫“飞毛腿”的Cheetah假肢。这使得他不仅可以在与其他残疾选手同场竞技时遥遥领先,还可以同地球上所有正常的选手一决高下。

他出现在奥运会的赛场已经引起了不少人的讨论。有人依然质疑,他所使用的假肢是不是让他具备了不公平的优势。而另一些人则表示,假肢其实也起到了限制作用,更不用说他不完整的下肢肌肉组织,这些困难都迫使他不得不通过发展身体其他部位的肌肉群来进行弥补,所以说他完全可以无差别的参加比赛。人们对此的分歧巨大,甚至有团队曾帮助皮斯托瑞斯推翻了国际田径联合会对他的禁令,从而使他得以参加08年在北京举办的奥运会。

该团队在《应用生理学》杂志上发表的一篇论文写到,即使皮斯托瑞斯使用了假肢,在生理学上他同其他运动员也并无差异。体育仲裁法庭认同这一观点,国际田径联合会的态度也开始松动。在2008年,他的禁赛令被取消,不过他因为错过了奥运会的报名时间,所以只能参加残疾人奥运会。

不过,即使是撰写这篇论文的多名作者,他们对此的意见都无法达到统一。

这篇论文的第一作者名叫彼得-维扬德(Peter Weyand),他是南卫理公会大学应用生理学和生物力学的副教授。他在接受《连线》杂志的采访时表示,“皮斯托瑞斯使用的假肢很轻,这可以让他比正常的速度快15%到20%,甚至更多。”他可以自由活动他的假肢,这意味着他可以“比拥有相同最高速度的健全运动员速度快上20%到25%,在100米比赛时要比5名曾经和现在的世界记录保持者快上16%。” 维扬德表示,皮斯托瑞斯所配备的、像刀锋一样的假肢可以使得他400米的成绩缩短8秒。

但是,这篇论文的另一位作者罗杰-克莱姆(Rodger Kram)却坚持自己的观点,即因为他本身的残疾,皮斯托瑞斯使用假肢给他带来的所有好处都将在他真正奔跑时被抵消掉,因为他每次奔跑从地面获得的反馈力远远不及正常人。Cheetah假肢的制造商Ossur公司表示,皮斯托瑞斯所使用的刀锋假肢在奔跑时只会传回90%的反馈力,而健全人的反馈力可以达到249%。

该论文的第三作者休-赫尔(Hugh Herr)是麻省理工大学媒体实验室生物机械电子(Biomechatronics)团队的负责人。他在接受《连线》杂志的采访时表示,“维扬德称皮斯托瑞斯在摆动小腿时比其他所有运动员的速度要快,这种说法显然是错误的。如果皮斯托瑞斯打算参加奥运会,他应该获得组织者的同意。我们应该允许运动员使用科技,因为这有利于比赛的公平,并且让更多残疾人有登上赛场的机会。”

赫尔是对的。我们应该允许残奥会运动员们使用科技,从而在奥林匹克精神的感召下与正常人同场竞技。但是,现在我们要么不这样做,要么对这种做法嗤之以鼻。

值得注意的是,像Cheetah刀锋这样已经在某种程度上改变奥运会的设备,它们只能由双腿均截过肢的运动员才能配备使用。单腿截肢的运动员在使用时会面临更多的挑战,因为他们必须要让假肢同正常肢体达到协调,而这往往是很难办到的。

一言以蔽之,这个争论可能还要继续下去。但是,让我们暂时忘记皮斯托瑞斯,不管他在周六400米预赛中的表现如何,他只是今天的问题,因为使用了今天的科技,虽然在某种程度上是明天的科技。他所使用的Cheetah同1997年时的Cheetah并无二致,背后的科技似乎已经达到了顶点,不过可以肯定的是这种情况不会持续很久。

iWalk公司 最新生产的假肢已经可以模拟肌肉和跟腱的运动,使得小腿截肢者可以像正常人那样行走。(腾讯科技配图)

当今的外科修复学正花很大的力气去全真模仿人类的肢体,特别是在关节功能上有了突飞猛进的发展。科学家们试图让机械变得像正常肢体那样稳定(比如说,让膝盖的运动与脚踝同步),并且对假肢和正常人体的融合表示乐观。这意味着,在未来,假肢将有可能同人体直接连接在一起,并且通过神经系统进行控制,而不像现在只是同假肢捆绑在一起。

目前,赫尔的公司iWalk已经可以提供一种小腿假肢系统,该系统配备了仿生学的脚踝,它可以自动感知运动,并根据不同的地形进行调整。它包含了一种机器人技术,可以模仿肌肉和跟腱的运动。令人兴奋的是,这种设备和上文谈到的非常相似,但并不是只有运动员才能使用,它还可以让一般的残疾人拥有同正常人一样的行走能力。

但是,如果科技可以进一步发展,会出现什么情况呢?如果未来的外科修复学可以让残疾人运动员获得比正常人更好的成绩,又会怎么样?人类生长激素已经可以改变体育成绩,那么未来的仿生科技又可以到达何种程度?

这并不是牵强附会的言论。Esco Bionics和Argo Medical Industries公司已经研发出了带动力的体外骨骼,从而帮助瘫痪的人重新站立起来自由走动。从这里我们不难看出,未来的科技将不仅仅是辅助性的,而且可以显著增长人类的活动能力,甚至是超越。我们从Raytheon公司推出的XOS 2体外骨骼就可以一窥端倪,该设备可以显著提升士兵的体力。

当这些设备已经完美到可以被用于体育竞技时,我们对体育的概念将发生根本性的改变。未来的奥运会是否会允许正常运动员佩戴这种设备还很难说,但是完全有可能会出现一个合适的场合让人配备这些高科技进行竞技。

加州大学旧金山分校骨骼手术系矫正和假肢中心的主任马修-加里波第(Matthew Garibaldi)表示,“我认为,一旦这一技术被证明是可以提升人类运动能力的,那么世界上将出现形式完全不同的体育竞技比赛。”

不过,这给未来的人类提出了一个根本性的问题:我们想要怎样的体育比赛?

维扬德提出了这样一个问题,“在一个极端,人们希望体育是纯生物的和纯正的;而在另一个极端,人们认为类似于角斗士比赛、或通过服药提升比赛观赏性的事情是完全可以接受的。”

换句话说,未来的体育比赛(或者说它的某一方面)可能会允许更多的科技进入,使得比赛变成类似于机械战警中出现的那种形式。赫尔本人是双腿截肢者,他曾在接受ESPN的访谈时表示,“人们总是认为人体是完美的,但实际上并不是这样。”

然而,即便是面对可能光怪陆离的未来,那些管理世界体育比赛的组织也会面临类似于今天皮斯托瑞斯带来的难题,即什么才是公平,什么合规什么不合规。

关于皮斯托瑞斯使用假肢参赛,引出了很多的问题。轻便假肢所带来的优势是否被减弱的反馈力所抵消掉了?如果不考虑反馈力的减弱,在残肢和假肢接触点上有多少能量被浪费了?为了弥补小腿肌肉的缺失,有多少大腿和躯干的肌肉群不得不进行额外的锻炼?关于这些问题,当下的都无法达成统一的意见。毫无疑问,这一点会在未来引出更大的担忧和更棘手的问题。

即使当科技的发展可以将假肢造得同真腿一模一样,要想确定使用假肢进行公平竞赛的尺度也很难把握。毕竟,每个被截肢的人使用假肢的方式是不同的,这又使得保证公平的难度大大增加。美国NASCAR汽车比赛要求在一些赛道上使用化油器节流板,从而让赛车保持在某个速度以下。国际田径联合会可以做到这一点吗?

当然,这一切只有在未来才会发生。不过在今天,离奥运会体育场不远的韦尔科姆收藏馆里充满了未来主义的氛围,人们都在思考这些仿生科技到底会使未来的体育变成什么样子。

比如说,在韦尔科姆收藏馆的网站上,西苏格兰大学研究伦理和新兴科技的安迪-迈亚(Andy Miah)向人们描述了自己脑海里的未来体育竞技形式。在他看来,目前使得精英运动员成功的要素在未来都不值得一提。

他说,“五十年后,奥运会和残奥会可能不再存在了。我们可能只有一种体育比赛,即运动员们向观众展示自己同科技融合在一起的纯熟程度。当五十年后的奥运会举办时,普通人不仅可以看到与目前大不相同的比赛项目,甚至有可能作为运动员参加比赛。”

到时,电脑极客完全有可能成为奥运英雄。实际上,这个世界正在发生类似的改变。

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