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The author:(作者)左published in(发表于) 2016/6/4 6:46:50 学渣的逆袭：双腿残疾考入哈佛，逆天假肢改变人类 - 生物假肢，机械假肢
今天我要给你煮一碗正能量鸡汤。讲讲一个登山天才，怎样悲惨地被暴风雪夺走珍贵的双腿，却30年来不向命运屈服，努力钻研机械假肢的最新科技，攻下MIT和哈佛的硕士博士学位，研制出逆天的机械生物假肢。不仅让自己重获强大的运动能力，更让所有因为灾难失去双腿的人们，重获恢复正常生活的希望！他的名字叫做Hugh Herr，就是下面这位diao炸天的科学博士:
命运的嘲弄
Hugh很小就展现出了登山以及徒手攀岩的激情和天分。年仅8岁他就爬上了海拔3544米的高山，在17岁的时候已经被公认为是美国最好的徒手登山高手之一。结果上得山多终遇虎，在1982年他17岁的那一年，在攀登冰封的Mount Washington华盛顿山的时候(记住这座山的名字),突然遭遇罕见的强大暴风雪，迷失方向，几乎失去意识，在冰天雪地里苦苦熬了3个晚上，虽然最终获救，两个小腿却因遭遇严重的冻伤而要被！迫！截！肢！可以想像这对于视徒手攀岩为生命的Hugh来说是多么巨大的打击。一般的人没了双腿本来是要像这样在轮椅上度过悲惨一生的：
永不屈服于命运的不公
结果人生的不幸反而激发了Hugh Herr的斗志，在忍受了上世纪80年代的落后医疗水平经过几个月的痛苦治疗以后，Hugh Herr出院了，他马上化悲痛为力量在自己的地下室做出了一对假腿再次开始爬山!原来就是这样简陋的木腿：
他忍受着粗糙的假腿带来的剧痛，坚持自己的梦想，慢慢地开发出更加强大的假腿，比如这种带耙子的专门用来爬雪山...
或者这种带钩子的专门爬峭壁...
在不幸中Hugh Herr也保持了可贵的幽默感，他把假肢做成是可以调整高度的。这样在日子不好过的时候，就把高度调高30厘米，马上世界就变渺小了，在日子好过的时候，再把高度降下来...
但是他再坚韧，也曾经只是一个18岁的学渣，做不出高科技的假肢。于是他决定改变命运，把自己剩余的一生投身于假肢的高科技研发中。在默默无名的三流大学钻研了四年物理，研发出可膨胀假肢护袜后，他成功地引起了MIT的注意并进入科学的最高殿堂攻读研究生！
在MIT获得了机械工程硕士学位以后，Hugh意识到只有物理和机械的知识是不够的，于是跑到MIT隔壁的哈佛大学攻读了一个生物物理学的博士学位。
机械生物假肢历史新篇章
贯通物理，机械和生物三大学科以后，Hugh引入资本的力量，2010年最终创建了BiOM公司，专注于最前沿的机械生物假肢研究。首先看看最新的产品跟当年的两根小木棍有多么大的区别：
BiOM研发出了多代产品，从最简陋的一直升级到最复杂的，几乎每个季度都在迭代下一代产品。
穿上最新研发的机械生物假肢，走路当然是稳稳当当的：
平地上小跑个步，也是随随便便的:
比较有难度的是穿上假肢跳舞，各种下腰，跳跃，轻盈无压力。
最牛的是居然能够在破碎的石子路上快！速！跑！上！山！这已经跟真腿没有任何区别了！假肢已经能完全实时适应路面的凹凸状况并且做出相应的辅助动力调整：
逆天的机械生物假肢
这么逆天的机械生物假肢需要解决三大科学难点，精通物理机械生物的Hugh逐个攻克。
第一大难点：无缝适配
把一个假肢装在截肢上听起来就很痛很痛，大家可以想像一下每次穿新鞋的感觉，是不是都要磨掉几层皮才能跟鞋无缝契合。假肢跟剩余的腿磨合有多痛苦就可以想象了。但是Hugh研发出数字建模系统，首先测试肌肉的伸展性，用力的时候怎么收缩，放松的时候怎么舒展，就像这样使用20个探头测量:
然后给每个人的腿建立像下面这样的独特的模型，采用不同的延展材料，这样做好的假肢跟身体就能舒服地无缝连接了。
第二大难点：动力系统
一般的假肢之所以累，人穿上还要拄拐杖，是因为假肢不提供任何的平衡和动力系统，这样等于身体拖着假肢在走。Hugh的逆天设计在于首先动态建模分析人的走路平衡特性：
然后给机械生物假肢安上动力系统。比如在踏步提脚往前的时候，脚踝位置的电动马达会提供相应的助推动力，完全模拟人类的肌肉作用效果，这样走起来路就完全不费劲了！
这个助推的动力是可以调准的，所以装上机械生物假肢的人分分钟走的比你快，跳得比你高，健步如飞，身轻如燕！
最难的第三点：用肌肉控制假肢！
BiOM假肢最最最最最牛的地方在于，你只要想着比如抬脚板的动作，通过连接肌肉和假肢的电子感应系统，假肢就真的会把脚板抬起来！
原理就是人要抬脚板，残留的小腿或大腿上的肌肉是相应地会收缩的，通过分析这种收缩的幅度和分布，BiOM能准确地判断人是要抬脚板，还是踮脚，还是任何别的意图！终极目标：直连神经系统！现在BiOM还依赖对肌肉的分析来判断人类的意图。接下来更加惊人的是Hugh想要把电子感应系统直接植入人体，破译大脑给肌肉的动作指令传导方式，让大脑和脊髓绕过现有肌肉，直接控制机械生物假肢，这样假肢就真的跟人体无缝连接了！
逆天的未来应用
Hugh Herr的远见是，在不久的将来人跟机器是能融为一体的，我知道你脑子里可能马上想起了钢铁侠...
那个离现实稍微有点远，不过有些机械辅助技术已经在现实中应用了，比如超级士兵！通过外挂的机械增强假肢,美国士兵现在能看得更远，
跑得更快，
举得更重，
全套机械增强设备穿上以后最终就是像下面这帅哥一样：恩确实跟钢铁侠很像了，除了目测还不能飞...
机器的局限及人类的未来
在Hugh Herr看来，现在机械生物假肢只是给残疾人用，但是未来正常的人都会人手一套，成为超级人类，又酷又帅。
有着这么未知和强大的未来，很多人非常担心将来有一天人类会成为机器以及人工智能的奴隶。但是机器其实在很多方面比起人类
还差得很远很远很远，随便举个例子，在图形识别领域，教电脑认出一只猫来是特别复杂的任务。像华裔资深人工智能专家Feifei Li在Ted演讲中解释的那样，每只猫都不一样，猫的每个侧面都有些不同，每个表情都会带来图形不同程度的扭曲，所以用机器深度学习训练电脑准确地认出猫其实是很难的。而人类的3岁的小孩子就能轻松认知了...
再比如说下面这张图，小孩子都能一眼看出是个风筝。最聪明的机器就可能会告诉你：这是一个人踩着滑雪板飞在空中。是否一脸懵b的感觉。
Hugh Herr这个故事最令一刀我感慨唏嘘的是，Hugh Herr的家里人没有被无情的命运击倒，实际上Hugh的两个小女儿，女承父业，小小年纪就成为了登山界的奇迹！喏，就是这两个蹦蹦跳跳的小家伙，没事就去徒步穿越爬个山。4802尺也就是1500米高的山，随便就爬上去了，目测是穿着睡衣，这都不算什么，还记得快2000米高的Mount Washington吗？就是在34年前的冬天突然变脸无情地夺去Hugh Herr两条腿的那座山。Hugh Herr的小女儿Sage Herr跟妈妈Patricia一起，在9岁的时候就爬了上去。
同样是冰雪凌厉的冬天，同样是无畏向上的精神，同样是直面命运的勇气。Hugh Herr的一家，用34年的坚持印证了这句话：
What doesn't kill you makes you stronger。那些摧毁不了你的东西，只会让你更加强大。
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