今天小編分享的科技經驗:中國團隊奪冠的賽博格「奧運會」,讓我們看到人與機器的共生,歡迎閱讀。
你有沒有想過,擰燈泡,穿衣服,開瓶蓋,也會成為比賽項目,并且扣人心弦?
10 月 26 日,瑞士蘇黎世,一位中國運動員殘缺的右前臂穿戴着義肢,用 8 分鍾做了 10 件日常的小事,期間只有一次失誤,最終奪得冠軍,創下中國團隊史上的最好成績。
▲ 擰燈泡,義肢轉了一下太帥了
▲ 繞圈,不碰到中間的金屬管
她參加的是一場特殊的「奧運會」,Cybathlon。這個詞由「賽博」和「競賽」組合而成,可以翻譯為半機械人仿生奧運會、全球輔助技術奧運會。
在充滿生命力的賽場上,賽博格褪去了科幻小說和電影裡冰冷的形象,為生活而戰。
屬于賽博格的奧運會
Cybathlon 是瑞士蘇黎世聯邦理工學院的非營利項目,從 2016 年開始舉辦,四年一屆,今年是第三屆,24 個國家的 67 支隊伍參賽。
每支隊伍都是一個團隊,由殘障人士和技術人員組成,殘障人士上場時也并非單打獨鬥,而是帶着各式各樣的輔助設備,假肢,外骨骼,甚至機器人。
可以說,他們都是「賽博格」,人類和機器的融合體,人腦負責思考,機械配件帶來能力增強。
這和殘奧會不太一樣。殘奧會的運動員們,往往只能使用維持正常比賽所必需的輔助設備,設備不能提供額外的性能優勢,确保公平競争,比拼運動員自身的能力。
但在 Cybathlon,殘障人士和輔助設備是一體的,不強調競技,不單純比拼力量和速度,而是讓人類和機器合作,盡可能完成生活裡天天遇到的事情。
▲ 拉拉鏈
比起運動員(athletes),主辦方認為稱這些選手為操縱設備和身體的駕駛員(pilots)更貼切。榮譽也非一人之力,同屬殘障人士和技術團隊。
奪冠的中國團隊,選手叫徐敏,技術團隊來自東南大學和中國科學院蘇州醫工所。比賽的規則也能體現主辦方的用意,共 10 個環節,以完成度和完成時間判定成績。
徐敏只在疊杯子的環節失誤,拿了一個紅牌,得了 90 分。第二名雖然平均耗時更短,但有兩個環節沒完成,以 80 分落敗。
其中最難的環節可能是盲盒取物,義肢穿過遮擋視線的毛刷,抓取硬度不同的圓柱體,徐敏是唯一一個拿下這關的選手。
這就體現了選手、輔助設備和技術團隊的完美協作,義肢手指裝有攝像頭,就像擁有了「眼睛」,輔助人類完成了抓取。
縱是如此,盲盒環節仍然看得人心驚膽戰,掏出第二個物體花了不少時間,徐敏說了句「看不見,要不要放掉」,旁邊的技術人員鼓勵「沒事,還來得及」。
最重要的是,她手上的動作依然有條不紊,表情也很沉着,最終才能攻克。
賽博格的意義,正是彌補生理的缺陷,克服肉體的限制,并在每個艱難的瞬間,創造奇迹。
用最酷炫的設備,做最日常的事情
比賽有 8 個項目,除了中國團隊奪冠的上肢義肢,還包括下肢義肢、外骨骼、腦機接口、輪椅輔助、視覺輔助、機器人輔助、功能性電刺激。
每個項目對參賽選手資格、輔助設備條件都有相應的規定,同時比起往屆有不少創新。
其中,腦機接口的任務是用意念玩遊戲,不允許語音命令或者身體動作,規定固然白紙黑字,參賽選手們頸部以下運動功能完全或嚴重喪失,就算想要作弊也有心無力。
當身體被固定住,再簡單的任務,完成的難度并非常人所能體會。
冠軍是美國匹茲堡大學的團隊 PittCrew,2 分多鍾的時間裡,選手 Phillip 在遊戲裡用鑰匙開門、操縱遊標點擊正确的圖示、把杯子放在制冰機下面收集掉落的冰塊。
可能有些反直覺,對于腦機接口選手來說,比起抓取、轉動某個物體,克制不動,保持某個姿勢,是更難的。學會抑制不需要的想法,需要時間和練習。
比賽過程中,PittCrew 全程躺着,神情嚴肅,偶爾會看到他動動嘴巴,像在用力,團隊也會出聲鼓勵一兩句。
Phillip 的大腦裡植入了 4 個電極,計算機可以通過記錄到的電信号,讀取他的意圖。巧的是,這屆比賽是主辦方首次允許植入式電極。
也有些腦機接口選手,繼續選擇頭戴式的腦電圖設備,看起來像一頂帽子,非侵入性,且更傳統,電極接觸頭皮,電線連接電腦,記錄大腦表面的電活動。
雖然頭戴式比植入式更方便、安全,但信号會被削弱,也容易受到其他神經元的幹擾。某種程度上,這也是一場新舊科技的對決。
視覺輔助和機器人輔助,則是這屆的兩個新項目。
機器人輔助項目的選手,必須是日常使用輪椅,同時上肢也嚴重受損的殘障人士,對機器人的條件就放寬得多,因人而異,可以通過觸控板、手控搖杆甚至舌控驅動。
來自德國的冠軍 Mattias Atzenhofer,用平板和搖桿控制機器人,完成了刷牙、撿水瓶、抓盤子、喂蘋果、扭動門把手等動作。
雖然輪椅輔助項目也用到輪椅,但主要比拼怎麼用輪椅走過不平坦的地形和樓梯。下肢義肢項目與之相似,同樣是挑戰各種地形。
▲ 輪椅輔助項目
▲下肢義肢項目
至于視覺輔助項目,參賽條件是視力嚴重受損或完全喪失,輔助設備包括但不限于手機、白手杖、AR,可以用 GPS、超聲波等技術收集環境信息,也允許以聲音、振動、電刺激等形式提供反饋。
然而,得分普遍較低,來自匈牙利的冠軍也只有 70 分,他主要借助盲杖和一款手機 app,躲避障礙物、走規定路線、在架子上找到對應的物品、撿起東西放到盤子裡 ......
比賽裡有個叫人傷心的細節,每當失敗,會有團隊成員出來扶着他,走到下一關。或許可以反映出,盲人的輔助設備還遠遠不夠,生活裡的障礙仍然無法被面面俱到地克服。
功能性電刺激項目,聽起來可能有些陌生,簡單來說,就是通過電刺激讓癱瘓的肌肉重新活動。
參賽選手下半身完全癱瘓,騎行固定在地面的自行車,在虛拟賽道裡一決高低,第一名是位韓國選手,和第二名僅有三秒之差。
▲ 2024 年比賽
相比之下,之前的比賽更加直觀——在實體賽道上騎行約 805 米。有些選手會因為肌肉過度疲勞,中途停下休息。只看他們騎行的樣子,完全不會和癱瘓挂鉤。
▲ 2016 年比賽
主辦方固定自行車,主要是因為場地不夠用,并照顧到遠程參與的選手。雖然事出有因,但也不難理解,有些往屆選手對此次的規則不滿。
他們認為,停在原地太無聊了,在車道上騎行,移動起來,才能有自由的感覺,觀眾們會忽略他們的身體,只誇他們的自行車不錯。
外骨骼比賽也比往屆更難了,增加了側步走的環節,也就是橫向移動。目前,大部分設備更擅長向前或向後的直線運動,側向運動還在技術改進和優化的階段。
其實,對于截癱和腿部運動功能完全喪失的殘障人士來說,哪怕從坐着變成站着,也已經夠難了。然而,這就是他們每天都在面臨的障礙,無論如何也無法逃避。
真正的英雄主義,是在看清生活的真相之後,依然熱愛生活。很多人習以為常的動作,由人和機械配合着完成,其中的艱難和汗水,非親歷無法想象。
看到殘障人士和輔助設備、技術團隊合作,努力完成各個項目,感動和敬佩便無法抑制。最先進的設備,是為了滿足人類的日常生活而生。未來已來,因為技術、和平與愛。
沒有失敗者的比賽,為了一個沒有障礙的世界
參與比賽的殘障人士,并沒有比其他人更肌肉發達、身體健壯,也并不限制年齡。
與其說,Cybathlon 是讓殘障運動員比出高低,不如說,它是個技術的擂台。
▲ 瑞士團隊開發的視力輔助設備,幫助導航
▲ 意大利團隊開發的腿部假肢,提高崎岖地形的穩定性
競争只是手段,而非目的,這場比賽有赢家,但沒有敗将,因為每個團隊的參與,都在幫助更多殘障人士的生活。
比勝利更重要的,是以人為中心,一開始就考慮到殘障人士的需求,開發出更适合日常的輔助設備。
有些產品已經非常成熟,也有些產品只是原型,先放在賽場試試深淺。比如,瑞士初創公司 Scewo 的爬樓梯輪椅,就在參與比賽後投入市場,售出超過 200 件。
Cybathlon 創立于 2016 年,每 4 年舉辦一屆,口号是「為了一個沒有障礙的世界」。
當年,Cybathlon 發起人、蘇黎世聯邦理工學院教授 Robert Riener,因為報紙上的一則新聞,心裡湧起了創辦大賽的衝動。
▲ Robert Riener 在 2016 年開幕式上發言
這則新聞已經是 2012 年的故事了,一名男性靠電動膝關節假肢,走上了芝加哥的威利斯大廈,他叫 Zac Vawter,爬了 103 層,共 2109 級樓梯。
同時,Robert Riener 長期地和殘障人士一起工作,他觀察到,很多輔助設備對殘障人士沒用,比如,手臂假肢可能又貴又復雜,輪椅爬不了樓梯,或者因為寬度沒法穿過門。
有時候,科研團隊的研究和殘障人士的需求是錯位的,前者推動着技術前沿,但後者考慮的,是設備能不能用起來更簡單友好。
所以,Robert Riener 決定在瑞士舉辦一場競賽,在公共場合展示殘障人士的能力,讓提供技術和需要技術的人合作,聽到彼此的聲音。
十多年來,Cybathlon 一屆比一屆成熟,除了四年一度的大賽,屆中還有項目和隊伍更少的年度挑戰賽,中國團隊也在 2023 年度挑戰賽拿下過上肢假肢組的冠軍。
比賽秉承包容精神,可以到現場參加,也可以遠程參與,因為團隊可能承擔不起機票,或者殘障人士不方便遠行。因為眾所周知的原因,2020 年的比賽完全在線上進行。
讓科研的成果傳播得更遠更廣固然是好的,但幫助殘障人士,是一項長期的事業。殘障人士和技術團隊,不會因為一場比賽臨時合作。
腦機接口冠軍 Phillip 從一年前開始使用腦機接口,徐敏更是在 2019 年就認識了此次比賽的帶隊人,成為一名假肢受試者,佩戴的義肢不斷調整,換了又換。
雖然眾人皆知 Cybathlon 很有意義,但它的未來還不确定,組織比賽的資金就是一個問題。說到底,Cybathlon 閱聽人不夠多。
下一屆,也就是 2028 年的 Cybathlon,可能在亞洲舉行。
主辦方希望,這項賽事可以不局限在瑞士,而是真的能像奧運會一樣,在全世界巡回,并一屆屆地辦下去。
或許,我們每個人微不足道的關注,也會是一個小小的火苗,讓這把火燒得更久,更遠。