截肢者使用的碳纖維假肢，或者說“刀鋒”，可以說是殘奧會(huì)最具代表性的標(biāo)志之一。雖然不同的假肢會(huì)被用于跑步、跳遠(yuǎn)和其他運(yùn)動(dòng)，但它們都有一個(gè)共同的目標(biāo)：幫助殘疾人運(yùn)動(dòng)員跑得更快，跳得更高。形式跟隨功能。

然而，對普通的殘疾人來說，他們的假肢就需要適應(yīng)不同的場景并執(zhí)行不同的功能，不能只是滿足一個(gè)目的，而是像真正的腿一樣。那么，我們?nèi)绾文茏尲僦杏X更真實(shí)，而不只是一個(gè)專門的工具呢？

用于現(xiàn)代跑步運(yùn)動(dòng)的“刀鋒”具有獨(dú)特的鉤形，而制作日常假肢最有前景的其中一個(gè)工程設(shè)計(jì)方法是能夠準(zhǔn)確模擬出腿部、腳踝和足部的生物設(shè)計(jì)。這種方法被稱為“生物仿生”。

一個(gè)“被動(dòng)”踝足假肢通常會(huì)用到像彈簧一樣的彈性介質(zhì)來模擬跟腱行為，儲(chǔ)存彈性能量并在踝關(guān)節(jié)蹬地前釋放。“主動(dòng)”假肢會(huì)使用額外的致動(dòng)器或馬達(dá)，以彌補(bǔ)本應(yīng)由小腿肌肉在每次踏步時(shí)所提供的力量。實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明，這樣的假肢可以幫助使用者走起路來更像正常人，并且改善生物機(jī)理和假肢之間的對稱性。目前，這種假肢適用于以穩(wěn)定的速度行走平地上的情況，而不是諸如爬樓梯這樣的活動(dòng)。

簡單的設(shè)計(jì)，先進(jìn)的技術(shù)

讓假肢更像是生物腿，并提高使用者舒適度的其他方式更簡單。他們解釋了讓截肢者參與到設(shè)計(jì)過程中的重要性。一個(gè)使用最先進(jìn)仿生腳踝的用戶告訴我，這個(gè)假肢最大的特點(diǎn)并不是說提供了一個(gè)電動(dòng)推桿，或者讓使用者走起路來更像是正常人，而是當(dāng)使用者坐下來，腳踩在地面上時(shí)，腿部不會(huì)以90度角尷尬地伸出去（大多數(shù)假肢都會(huì)出現(xiàn)這樣的情況）。

另一個(gè)是如何控制假肢的問題。現(xiàn)在的主動(dòng)假肢會(huì)內(nèi)置計(jì)算器來控制馬達(dá)和模擬正常人行走，假肢變得越來越像可穿戴式機(jī)器人。此外，我們甚至可以使用能讀取大腦或肌肉信號(hào)的接口，讓用戶能夠以正常人的方式來思考和控制假肢。他們目前正在的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是可植入電極的使用，向大腦發(fā)送信號(hào)并讓其為使用者提供觸覺反饋，關(guān)閉人機(jī)循環(huán)，這樣使用者就可以感覺到假肢上的觸覺，仿佛就是自己原本的腿部。

這些技術(shù)突破和科學(xué)進(jìn)步可以讓截肢者與假肢更緊密地聯(lián)系在一起，這意味著我們現(xiàn)在可以更多地關(guān)注假肢的呈現(xiàn)方式。換句話說，什么程度的假肢感覺像是人體的一部分？你的大腦會(huì)這樣認(rèn)為嗎？

我們很清楚大腦對身體的映射。處理各種觸覺的運(yùn)動(dòng)皮層（或許說運(yùn)動(dòng)控制中心）和體感皮層都是按照大腦皮層軀體特定區(qū)進(jìn)行排列。這意味著我們身體的每個(gè)區(qū)域在運(yùn)動(dòng)皮層和體感皮質(zhì)中都有對應(yīng)的特定區(qū)域。重要的是，這種映射在截肢后仍不會(huì)不消失。

這意味著我們有機(jī)會(huì)借助肌肉和外圍神經(jīng)，來把假肢與控制和感知生物體部分的大腦皮層連接在一起。但這或許也可以讓我們進(jìn)行衡量，看看大腦在多大程度上接受了假肢作為身體一部分。

這一系列研究最終會(huì)把認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程結(jié)合在一起，這不僅對設(shè)計(jì)出更好的假肢很重要，還能讓我們更好地了解大腦是如何創(chuàng)建和維持對我們身體的映射。其研究出來的機(jī)制不僅可以應(yīng)用于截肢者，也可以應(yīng)用于非截肢者。