張?jiān)獓?/p>

全球技術(shù)研究和咨詢公司Gartner在其發(fā)布的《2012—2013技術(shù)曲線成熟度報(bào)告》中預(yù)測(cè)，除了信息技術(shù)的多項(xiàng)前沿科技將突飛猛進(jìn)的發(fā)展外，另一項(xiàng)將在市場(chǎng)形成規(guī)模的技術(shù)就是人體機(jī)能增進(jìn)裝置，它將提高人類的感知能力與體能。

進(jìn)入人體系統(tǒng)2.0時(shí)代，要選擇怎樣的系統(tǒng)配置、安全與否就需要我們理性的判斷了。

體能配置：機(jī)械外骨骼更快更強(qiáng)

機(jī)械外骨骼，非常類似于昆蟲的外骨骼，能穿在人身上，給人提供保護(hù)以及額外的動(dòng)力或能力，增強(qiáng)人體機(jī)能。也被稱為可穿戴型機(jī)器人。

2012年，關(guān)于機(jī)械外骨骼裝置的報(bào)道有很多，包括日本、美國等國家都有新研究成果不斷出現(xiàn)。日本東京理科大學(xué)的小林寬司在2012年發(fā)布了他們的最新裝置，重達(dá)9.2千克的機(jī)械外骨骼裝置，可以讓人輕而易舉地舉起40千克的大米。

幾十年來，美國軍方一直在考慮利用有動(dòng)力推動(dòng)的外骨骼套件，讓士兵在隨身背負(fù)沉重的裝備以及更大的武器裝備的同時(shí)，還能靈活運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，這種套件還可以運(yùn)用在救援方面：為受傷后的重建、康復(fù)提供幫助。

最早進(jìn)行外骨骼機(jī)械裝置研究的是美國的洛克希德·馬丁公司，它是全球最大的國防工業(yè)承包商。他們?cè)?009年就推出了一套可以大幅度增加士兵負(fù)重能力的金屬骨架HULC，它的最大負(fù)重可以達(dá)到90.7千克，其內(nèi)部配備的液壓傳動(dòng)裝置和可像關(guān)節(jié)一樣彎曲的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不但能夠直立行進(jìn)，還可以完成下蹲、匍匐等很多復(fù)雜動(dòng)作。士兵穿戴這套外骨骼可以背負(fù)36.7千克重的物資以每小時(shí)3.2千米的速度行進(jìn)。

在洛克希德公司之后，美國雷聲公司也為軍方研制出了更加先進(jìn)的外骨骼裝置，并不斷改進(jìn)。穿戴該裝置的士兵，一個(gè)人可以承擔(dān)兩三名士兵的工作量。

從各國不斷成功的案例來看，這種外機(jī)械骨骼的普及似乎確實(shí)離我們不遠(yuǎn)了。對(duì)于機(jī)械外骨骼研究來說，最終要研究的不是外骨骼裝置，而是人機(jī)和諧的問題。也就是說如何讓機(jī)器判斷人的運(yùn)動(dòng)意圖，避免機(jī)器拖著人走或是人拖著機(jī)器走的運(yùn)動(dòng)方式，這還需要時(shí)間來解決。

目前，這個(gè)方面還有很多未能解決的問題。在美國，目前的機(jī)械外骨骼主要應(yīng)用在軍人身上，這種機(jī)器裝置還處在比較簡單的階段。

對(duì)于人體運(yùn)動(dòng)意圖的判斷有多種方式，比如腦電、機(jī)電等。中國科學(xué)院合肥智能機(jī)械研究所研究的外骨骼裝置，主要是通過機(jī)電的方式判斷人體的運(yùn)動(dòng)意圖。這是一種類似心電圖測(cè)量的儀器，機(jī)電片要貼在人體的肌肉上，以獲得人體運(yùn)動(dòng)的信息。

美國國家情報(bào)委員會(huì)發(fā)布的《2030全球趨勢(shì)：多元化世界》報(bào)告中，對(duì)機(jī)械外骨骼裝置的未來發(fā)展做了這樣的描述：埋植技術(shù)將可以實(shí)現(xiàn)把外骨骼埋植在機(jī)體內(nèi)，實(shí)際上成為一種替代骨骼，從而提高人體的機(jī)能，比如行動(dòng)速度、負(fù)重能力等等。

大腦配置：實(shí)現(xiàn)意念控制

作為大腦埋植技術(shù)之一的腦機(jī)交互技術(shù)已經(jīng)證明大腦可以直接控制機(jī)器。對(duì)于這種技術(shù)，人們更喜歡稱之為意念控制，因?yàn)槁犉饋砀诱T人。意念控制裝置涵蓋的層面很廣，包括智慧型義肢、機(jī)器人甚至車輛和武器。目前，這種技術(shù)更多還是致力于幫助殘障人士重新獲得行動(dòng)能力。

英國醫(yī)學(xué)雜志《柳葉刀》2012年12月17日刊發(fā)了美國匹茲堡大學(xué)研究人員的研究成果。他們?cè)谝晃活i部以下癱瘓的女患者的腦運(yùn)動(dòng)皮層植入傳感器，使其單憑意念即可操作機(jī)械手臂。這名女患者控制機(jī)械手臂將一塊巧克力送入口中，其靈敏度比以往的研究更接近一個(gè)正常人的肢體。

匹茲堡大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的研究人員在她腦部左邊的運(yùn)動(dòng)皮層上植入兩個(gè)微電極裝置，這部分的運(yùn)動(dòng)層對(duì)控制人的四肢起著關(guān)鍵作用。研究人員將這些電極通過電腦與機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，電腦將腦部發(fā)出的電波通過復(fù)雜的算法轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)來控制機(jī)械臂。經(jīng)過幾周的訓(xùn)練，她可以用自己的意念控制機(jī)械臂執(zhí)行簡單的任務(wù)。

研究人員稱，準(zhǔn)確地翻譯大腦信號(hào)是思維控制假肢的最大挑戰(zhàn)之一。目前，研究人員正嘗試引入無線通信技術(shù)，以便去除連接癱瘓病人腦部和機(jī)械臂之間的線路，讓這些輔助裝置變得更輕便。

腦機(jī)接口是腦與外部設(shè)備之間建立的一條直接通信與控制的特殊通道。通常情況下，腦與外部機(jī)體的交互是借助神經(jīng)肌肉通道進(jìn)行的，比如大腦發(fā)出指令傳導(dǎo)到外周神經(jīng)，驅(qū)動(dòng)肌肉肢體實(shí)現(xiàn)操作。而腦機(jī)接口則繞開了常規(guī)的神經(jīng)肌肉通道，采集的大腦神經(jīng)信息經(jīng)過計(jì)算機(jī)解碼轉(zhuǎn)化為指令，來控制外部設(shè)備；同樣道理，外部信息也可以經(jīng)腦機(jī)接口直接傳入到大腦。

美國匹茲堡大學(xué)的研究人員也希望補(bǔ)充一個(gè)感官回路到他們研制的智慧假肢上，將信號(hào)反饋到大腦，從而讓使用者感受到所觸碰物體的冷和熱，或表面光滑和粗糙之間的差異，讓假肢更接近真實(shí)的手臂。

腦機(jī)接口技術(shù)其實(shí)已經(jīng)有成功的應(yīng)用，比如大家熟知的人工耳蝸、腦起搏器等就是成熟的腦機(jī)接口技術(shù)，近年

來國外還用腦機(jī)接口技術(shù)開發(fā)了治療癲癇的產(chǎn)品。

“腦機(jī)接口的信息傳遞有兩個(gè)方向，包括從腦到機(jī)、從機(jī)到腦。當(dāng)前國際實(shí)現(xiàn)的腦機(jī)接口系統(tǒng)絕大部分是單向的腦到機(jī)，也就是所謂的意念控制?！闭憬髮W(xué)求是高等研究院副教授陳衛(wèi)東說，“還有部分是從機(jī)到腦，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)物行為的控制或誘導(dǎo)，即動(dòng)物機(jī)器人。實(shí)現(xiàn)雙向腦機(jī)接口是當(dāng)下國際科學(xué)界的研究熱點(diǎn)之一，不過難度相當(dāng)大。”

陳衛(wèi)東認(rèn)為，利用腦機(jī)接口實(shí)現(xiàn)人類機(jī)能增進(jìn)，給人們繪制了一個(gè)誘人的前景，通過科學(xué)家、工程師、企業(yè)家的共同努力，人類一定能享受到這一成果?！安桓艺f這是終極目標(biāo)，也許是，也許不是，但最起碼這將是一個(gè)重要里程碑?！?/p>

記憶配置：提高學(xué)習(xí)記憶能力

美國好萊塢對(duì)于科技發(fā)展的嗅覺總是顯得比科學(xué)界還要靈敏，2011年的電影《永無止境》就探討了能提高人類大腦能力的藥物。當(dāng)然，更早的出處是2001年出版的阿蘭·格里恩的科幻小說《黑暗領(lǐng)域》。小說中描述的一種神經(jīng)性藥物，將男主角從一個(gè)平庸的人變成了一個(gè)智商超常的人，記憶力增強(qiáng)、學(xué)習(xí)速度增加、分析能力提高，一躍成為商界寵兒。

在《2030全球趨勢(shì)：多元化世界》報(bào)告中，也對(duì)神經(jīng)性藥物的發(fā)展進(jìn)行了預(yù)測(cè)：到2030年，人們就可以使用這種藥物提高人的記憶力和思考速度。報(bào)告認(rèn)為，神經(jīng)性藥物能讓人更長時(shí)間地集中注意力，并且提高學(xué)習(xí)能力。

雖然聰明不聰明有很多決定因素，但是多數(shù)人都把記憶力放在首位，如果記憶力提高了，學(xué)習(xí)效率也就隨之提高。因此，很多科學(xué)家也在為提高人類的記憶力、增強(qiáng)一些大腦功能而努力。

2000年，神經(jīng)生物學(xué)家埃里克·坎德爾由于在研究記憶形成的分子機(jī)制上取得的成就，獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。很多人認(rèn)為，他的這些成果是發(fā)明記憶加強(qiáng)藥物的關(guān)鍵。12年之后，德國研究人員發(fā)現(xiàn)多巴胺有助提高記憶，這可能有助于有關(guān)藥物的研發(fā)。

中科院心理所研究員羅非說，藥物本身是用來糾正問題的，通常當(dāng)問題糾正了，就不應(yīng)該再繼續(xù)使用，使用太多就可能出現(xiàn)副作用。在電影中，也描述了神經(jīng)性藥物的巨大副作用：使用者必須按時(shí)按量服用，否則就會(huì)出現(xiàn)頭暈?zāi)垦?、嘔吐、視力衰退、神志不清，甚至可能因服藥而死亡。羅非指出，美國科學(xué)協(xié)會(huì)網(wǎng)站也曾討論這種藥物的合理性?！拔覀儾慌懦霈F(xiàn)的可能性，但是通過藥物提升獲得的能力，與經(jīng)過訓(xùn)練產(chǎn)生的能力相比是不夠穩(wěn)定的，需要不斷地訓(xùn)練去穩(wěn)固效果。如果完全通過藥物，這種能力還可能退縮?！?/p>

視聽增進(jìn)裝置：獲得“千里眼”“順風(fēng)耳”

視覺增進(jìn)裝置，主要是指能夠修補(bǔ)視力的植入物。國外一些企業(yè)都在研究的植入物，主要是一種晶片，可以植入視網(wǎng)膜。晶片可以接收視覺影像，并轉(zhuǎn)化為電子信號(hào)刺激視神經(jīng)，將圖片信息傳入大腦。

這種類型的手術(shù)已經(jīng)在一些地方有成功案例。德國在2009年就進(jìn)行了一例成功的手術(shù)，2012年7月英國也通過這種技術(shù)幫助一名失明患者重見光明。在2012年5月，香港大學(xué)李嘉誠醫(yī)學(xué)院眼科研究所進(jìn)行了亞洲首例人工視網(wǎng)膜植入手術(shù)，接受手術(shù)的是一位因遺傳性病變導(dǎo)致失明的華裔病人。術(shù)后，這位病人的視覺功能獲得了改善，可以感受光影并可閱讀投影屏幕上的字母。

當(dāng)然，如果將視網(wǎng)膜植入技術(shù)列為人體機(jī)能增進(jìn)裝置，那么它就不會(huì)僅僅局限于幫助失去視力的人重新看到世界。今后，通過視網(wǎng)膜植入技術(shù)，人類不僅僅能恢復(fù)視力，甚至可能獲得夜視能力。如果這種技術(shù)普遍應(yīng)用于軍隊(duì)，那么士兵在夜晚執(zhí)行任務(wù)時(shí)，就不必再佩戴笨重的夜視鏡了。

除了視力的增進(jìn)，聽覺也是人體機(jī)能增進(jìn)的目標(biāo)之一。目前，電子人工耳蝸的植入已經(jīng)在臨床上讓很多有聽力問題的患者獲益。這種電子植入設(shè)備，由體外語言處理器將聲音轉(zhuǎn)換為一定編碼形式的電信號(hào)，通過植入體內(nèi)的電極系統(tǒng)直接刺激聽覺神經(jīng)，來恢復(fù)或重建聾人的聽覺功能。

對(duì)于那些對(duì)科學(xué)極度狂熱的人來說，通過這些裝置，讓人類變成“千里眼”和“順風(fēng)耳”似乎很誘人。而在現(xiàn)實(shí)中，我們是否真的想擁有這些超能力，就是個(gè)人的理性選擇了。很多生物倫理學(xué)家認(rèn)為，非治療目的人體機(jī)能增進(jìn)技術(shù)必須受到限制。

這些為人體系統(tǒng)2.0時(shí)代準(zhǔn)備的系統(tǒng)配置，恐怕在15年～20年后依然成本很高，因此，能夠選擇它們的還只限于那些能夠支付起高額費(fèi)用的人。在這樣的形勢(shì)下，可能導(dǎo)致社會(huì)分出兩個(gè)階層。一個(gè)是使用了人體機(jī)能增進(jìn)裝置的人群，而另一個(gè)則是沒有選擇機(jī)能增進(jìn)的人群。因此，這也要求有更多相應(yīng)的規(guī)則維持社會(huì)秩序的正常。

就像我們使用電腦時(shí)希望它的功能更強(qiáng)大，從而不斷地升級(jí)系統(tǒng)一樣，人類一直盼望自己能夠更快、更高、更強(qiáng)。也許以上這些人體系統(tǒng)的新配置能夠在我們的生活中普及，但是也一定需要長期的科學(xué)驗(yàn)證，以確保它們的可靠性和安全性。（張小寧插圖）