半機械人:一半血肉,一半機器

機械身軀人類大腦 半機械讓人突破體能極限

  文·本報記者陳 萌綜合報道

  2月28日,據著名科幻影片《機械戰警》重新翻拍的同名科幻大片新《機械戰警》將正式在中國內地上映。該片雖取材自1987版劇本,卻爲其賦予了全新內容。片中警察墨菲被歹徒“殺死”,然後被軍火公司改造成半人半機械的“機械戰警”除暴安良。

  擁有機械的身軀,人類的大腦,這個幾乎讓所有人都心動不已的科幻情節,如今科學家們正在朝將它變爲現實邁進。

  彌補生理缺陷半機械讓人生活更趨正常

  在普通人看來,所謂的“半機械人”更傾向於電影《機械戰警》和《終結者》中的造型。其實在某種意義上來說,半機械人並沒有那麼科幻,因爲人類一直在通過人工智能技術改善自身的生存能力。例如,一個裝有機械義肢的退伍軍人,或者一個由於心臟衰竭而裝有起搏器的病人都可以稱爲半機械人。

  英國色盲男子尼爾·哈爾比森就是世界上首個政府承認的半機械人。他是一個全色盲,只能看到黑色與白色。科學家在他的後腦安裝了一個芯片,它看起來就像是從哈爾比森後腦勺長出來的一個天線,一直伸到他面前。該裝置能把顏色轉化爲不同的音符,通過辨別不同音階的聲音他就能“聽到”不同的顏色。爲了能正確聽懂各種顏色,哈爾比森必須記下不同頻率的聲音所代表的顏色,譬如紅色是最低頻的聲音。2004年,他得到英國身份管理部門的正式承認,認定該裝置是他身體的一部分。

  化身半機械人不僅可以使色盲患者“看”到顏色,還可以使殘疾人“肢體健全”。士兵賈斯瓦提的右臂在2010年一次戰爭中被炸飛,科學家成功地將他的神經系統與一個先進的機械手臂連接在一起。他們切開他的右肩重新改變了之前連接手臂和手的神經末梢,通過隔離這些神經組織,他們再次連接神經組織至其胸腔肌肉。大腦信號由發動機觸發的電極進行採集,這意味着他的手臂可以完全受自己的意識控制。

  目前,這個“機械戰士”恢復了他的正常生活。賈斯瓦提表示:“我可以騎摩托、開汽車,可以做我以前從未敢想到的事。像開瓶子或拿刀叉這樣的事,現在對我來說都是小事情,我都學會了。”

  提升自身能力半機械讓人突破體能極限

  正如錘子可以增加人的力量,計算器可以增加人的計算能力,眼鏡則讓近視的人們看得更清楚一樣。隨着幾代科學家的不懈努力,機械的形體和功能也日趨完美,將它們與人體結合打造半機械人,不僅能讓有缺陷的人恢復正常人的生活,而且還能顯著提升人類能力,拓展人類體能極限,讓人跳得更高、跑得更快、看得更遠。

  一拳砸毀一部汽車,擁有超人力量是人們夢寐以求的。美國賓夕法尼亞大學機械工程專業的大學生就設計了一個以電池驅動的機械手臂,它能夠幫助人們輕易舉起近40磅重(約18千克)的物體。

  該機械手臂就像一個穿戴式設備,背上驅動器並套在手臂上,瞬間就可以變身大力水手——舉起一個孩子就如同舉起一杯茶水那麼容易。

  如果說變身大力水手還是小兒科的話,美國軍方正在研發的一種機械外骨骼,則真正欲將人打造成“未來戰士”。

  士兵在戰場上常需攜帶重型武器及戰場裝備,過度負重的情況容易導致疲勞或受傷。美國一軍火公司研製了一種機械骨架,通過在士兵身體下部安置的外置機器腿,將重量分擔,可讓士兵長期負重高達200磅(約90千克),而且絲毫不影響動作的靈活性。士兵“穿上”這種機械外骨骼後,彷彿變身鐵甲戰士,除了可以輕鬆負重之外,還可持續以11公里的時速奔跑,甚至在短時間內產生時速16公里的爆發力。另外,機械骨架的液壓傳動裝置可讓士兵隨意做出蹲下、爬行等動作。骨架上還安裝有一臺微型計算機,通過對數據的分析適時調整結構,以保障機械骨骼做出與人體相適應的運動,達到與穿着者運動保持同步的目的。

  

  人機日益融合半機械人或主導未來社會

  隨着科技的不斷進步,越來越多的半機械人將出現在人們的生活中,也許在不久的將來,人類與半機械人之間的界限將會變得越來越模糊。這樣的設想或許並非空穴來風。西班牙國立遠程教育大學一項學術研究報告認爲,基於目前技術進步的發展速率,預計到2025年,人類的生物器官將可以和人造器官完美融合,人體內開始部分使用機器人機制,成爲人造機械和有機體結合的半機械人。通過極其複雜高端的技術手段,人體將與任何一臺機器一樣可以被拆分、移植甚至重新設計。大部分自然人類將由於傳統的生理解剖結構繼續承受死亡和疾病的威脅,而那些能夠花得起錢使用機械假肢或器官的半機械人將主導人類社會。

  無獨有偶,《時代》週刊的封面故事也爲我們描繪了2045年,人類將會通過與計算機結合化身半機械人的未來。這篇封面文章指出,計算機的發展速度越來越快,其計算速度也越來越快。隨着這一趨勢的延續,最終,計算機可能從思想緩慢的人類手中“接管自己的發展”。當人類需要與計算機分享地球時,若想和平共處,就需要與計算機一樣聰明。爲此,未來人類可能需要與計算機融合,以變身超級聰明的半機械人,利用計算機擴展人類智能。屆時,人類也將不再是人類,而是“與機器融合成爲另一種物種”。

  這聽起來有點像科幻小說中的情節,但是越來越多的人開始認真假想這種可能性,並將其付諸實踐。牛津大學的神經科學家安德斯·桑德柏格及其同事正計劃通過利用人工智能等技術來繞過死亡,最終實現人類永生。在芝加哥舉辦的第九屆世界超人協會年會上,桑德柏格公佈了自己的計劃:先將整個大腦的“內存”,包括所有記憶和情感,都下載到一臺電腦中,然後利用基因改良、納米技術等高科技,加速人類進化,最終讓人類與機器結合,並實現“永生”。目前他正在對大腦進行超薄掃描,先把大腦包埋在塑料中,然後用內置激光的相機和鑽石刀片在切片的同時獲取大腦組織圖像,這樣做可以更好地瞭解人類大腦結構。桑德柏格表示,他的設想可能在幾十年後,就會在技術層面完全實現。

  

  兼備人機優勢半機械人爲太空探索出力

  一位美國學者稱,未來的太空探索必將依賴於人的肉體與機器人金屬相結合的半機械人。

  實際上,現在人類和機器人都不具備完成星系探索之旅的能力。人類的身體並不足夠強壯,因此在太空旅行中很容易受到各種傷害,而且受衰老、壽命等的限制不可能進行很長時間的太空旅行。機器人雖然不存在這些問題,但卻缺乏智能動力和人類在太空任務中表現的適應性和機動性,因此美國未來派學者雷·科茲威爾提出了一個解決方案將人類和機器人結合在一起,組合成兼備兩者優點的半機械人。

  這並不是白日夢。2008年,美國約翰·霍普金斯大學出版社出版的《太空機器人》一書的作者、美國國家航空航天博物館資深館長羅傑·勞恩尤斯和其合著作者美國大學的霍華德·麥克迪都指出,美國航空航天局早在20世紀60年代就開始研究半機械人技術了。這或許意味着半機械人將不僅出現在未來地球的日常生活中,也將成爲未來太空工作的得力助手。

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