《2001漫游太空》中出现的智能语音识别、人机对弈已经成为了现实。如今有多款软件能够实现将语音实时转变成文字,并能标注重点、边写边进行文字编辑。AlphaGo战胜围棋世界冠军的故事也已经人尽皆知。

《星球大战》中，天行者家族最令人羡慕的能力不是原力，而是灵活自如的机械手。在现实生活中，让残疾人士有机会装上一个像卢克·天行者那样自然灵活的机械义肢，是工程师们一直在努力的目标。如今这种只在电影里出现过的神奇义肢也能够帮助普通人的生活了。

在今天的视频《The New Bionics that Let us Run, Climb and Dance》演讲中，麻省理工学院教授Hugh Herr将讲述他的义肢是如何与腿部相连并运作的。

“仿生学承担的是高端接口工程。 在我的仿生腿上这儿有三个极端接口：机械接口，即我的腿是如何连接到我自己的身体上；动态接口，即它们如何像血肉骨骼一样运动；以及电子接口，即它们如何与我的神经系统取得联系。”

机械接口

“我将先从机械接口开始讲起。 在设计领域中，我们仍然不知道如何将装置器件机械的连接到人体上，即使是人类历程中最为成熟和老成的技术，就像鞋子仍能给我们磨出水泡。因为我们没办法将器件连接到我们的身体上。

“我的仿生腿通过人造皮肤和刚度变化连接到我的身体上，这是反射到基础组织生物力学。为了达到这个反应，我们首先针对我真正的腿建立了一个数学模型。在那之后，我们应用了例如核磁共振的成像工具来观察我的身体，以判定出几何图形和各种组织的位置。 我们也应用了机械人工具。 这是一个围绕着我的身体的14制动循环装置。驱动装置贴近来查找这个身体表面，测量它的形状， 然后向前推进到表面组织来测量符合于每一个解剖点的组织。 我们结合这些图像和机器数据来建立针对我的身体的数据。如左图所示。你们看到了一群的结点。在每一个结点，有一个颜色代表组织合规。 然后我们做了一个数学转换到人造皮肤设计。如右图所示，我们所发现的最佳表现是：当身体是拘谨僵硬时人造皮肤应是软柔的，当身体软柔时，人造皮肤是紧硬的。用这个构架，我们研制了仿生肢体，这也是我佩戴过的最舒适的假肢了。很明确的是，在未来我们的衣服、鞋子、支撑工具、人体修复假体、设计及生产时不再使用工匠式的方法，而是通过以数据驱动的定量框架结构。在那样的未来，鞋子不会再让我们磨出水泡。

动态接口

“接下来是动态接口。 我的这个仿生腿是如何像真正的肌肉和骨骼一样的运动呢？ 在我的MIT实验室，我们研究正常人类身体的站、走以及跑时肌肉是如何运动，以及脊髓是如何控制它们的。这个基础科学刺激了我们的研发。我们正在研发踝关节，膝盖以及髋关节。我们正彻底研发人体的各个部位。我所佩戴的仿生腿是生物仿生腿。它们已适用于1000个患者，其中400个病人是美国的受伤军人。 ”

“它们是怎样运行的呢？在电脑的控制下，足跟抬起，系统控制硬度以减弱仿生腿碰击地面。到中间时，仿生腿参照小腿肌肉运动输出高扭力以提升人体来向前走。这种仿生推进力对于临床患者非常重要。

我们正在应用同样的原理研制外部骨骼结构，它环绕于生物肢体周围。这位先生没有任何腿部的问题和任何残疾。 他有一个正常的生理机能， 所以这个外部骨骼是在获取肌肉样本的扭矩和扭力，以使他自己的肌肉不需要获取这些扭矩和扭力。这是有史以来的第一个外部骨骼，实际上也增大了人类的脚步。 它明显的降低了代谢值。当一个正常健康的人佩戴40分钟这种装置后再把它摘下，就会对于他们自己的腿感到出奇的重和笨拙。我们已经处于这样的时期，当机械连接到我们自己的身体上，会使我们更强壮、更快捷并且更加有效。 ”

电子接口