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的 咖啡廳 等候 家母 時 , 我 寄 了 一 封 電子 郵件 給 赫爾 : 「 如果 我們 能 讓 老人家 不再 跌倒 , 在 人口 日益 高齡化 的 時代 , 我們 對於 改善 人類 處境 做出 的 貢獻 , 將 勝過 今天 所有 的 癌症 研究 。 你 一定 要 想想 辦法 。 」 赫爾 很 快 回信 : 「 正在 滑雪 。 晚 一點 再 談 。 」 為 老年人 設計 安全 堅固 的 行動 裝置 , 是 一 大 挑戰 , 尤其 是 今天 我們 對於 行動 的 生物 機電學 所 知 有限 。 我們 大多數 人 都 能 輕輕鬆鬆 、 毫不 費力 地 走來走去 , 其實 這 是 大自然 最 優雅 而 巧妙 的 設計 , 經過 數百萬 年 的 演化 而 更 臻 完美 。 走路 是 需要 高度 協調 的 活動 , 幾百 條 肌肉 協調 一致 地 運作 , 才 能 帶動 我們 前進 、 後退 、 往 旁邊 走 , 甚至 往 上 往 下 , 同時 又 能 保持 身體 的 平衡 。 一旦 有 突發 動作 或 地形 改變 了 , 我們 都 需要 立刻 調整 姿勢 和 步伐 , 否則 就 會 失去 平衡 。 所以 , 任何 行動 裝置 至少 都 必須 聰明 地 感應到 地形 變換 ( 例如 當 我們 從 人行道 走到 馬路 上 , 或 登上 行駛 中 的 巴士 ) , 協助 我們 調整 姿勢 步伐 , 免得 站 不 穩 跌倒 。 談到 服務 殘障 人士 的 技術 如何 帶來 嘉惠 一般人 的 重大 突破 , 或許 針對 人類 行動 能力 的 研究 就 是 最 好 的 例子 。 赫爾 的 生物 機電 小組 指出 : 「 我們 還 在 設法 弄 清楚 各 種 身體 機能 究竟 如何 運作 , 脊椎 為何 能 決定 你 什麼 時候 應該 改變 步伐 。 諷刺 的 是 , 要 了解 身體 機能 如何 運作 , 最 好 的 辦法 就 是 觀察 在 什麼 情況 下 , 身體 會 出現 問題 。 」 研究 小組 對於 走路 和 步伐 的 了解 多半 來自於 和 使用 義肢 的 殘障 人士 ( 包括 赫爾 ) 密切 合作 , 一起 開發 新 義肢 的 過程 。 赫爾 早 在 二○○二年 就 開始 研究 仿生 機械 義肢 , 當時 他 是 MIT 腿 實驗室 ( Leg Lab ) 的 一 員 。 他們 和 冰島 的 義肢 及 輔具 製造商 奧索 ( Ossur ) 合作 進行 Rheo Knee 義膝 研究 計畫 。 Rheo Knee 義膝 上面 安裝 了 感測器 , 可以 預測 使用 者 的 動作 , 還 有 一 種 特殊 軟體 來 控制 關節 的 阻尼 , 並且 根據 使用 者 究竟 在 走路 、 跑步 、 蹲下 或 其他 動作 , 來 調整 膝蓋 機能 , 因此 比 以往 的 義膝 容許 更 大 範圍 的 動作 , 感覺 也 更 自然 。 Rheo Knee 剛 開始 讓 殘障 人士 試用 時 出現 的 問題 是 , 由於 新 的 義膝 功能 太 好 了 , 使用 者 在 踏出 每 一 步 時 , 往往 會 遲疑 一下 , 伸出去 的 那 隻 腿 會 毫無 必要 的 在 空中 停頓 一下 , 因為 他們 以為 假如 動作 太 急 的話 , Rheo Knee 會 像 其他 義膝 一樣 壞掉 , 他們 也 會 跌倒 , 使用 者 後來 才 漸漸 明白 , 他們 可以 充分 信任 Rheo Knee 的 功能 , 不必 退縮 。 赫爾 因此 有 了 重要 領悟 : 義肢 與 使用 者 之間 的 溝通 , 或 所謂 的 「 人 機 介面 」 , 其實 和 義肢 本身 一樣 重要 。 用 腳 「 思考 」 二○○四年 , 已經 從 腿 實驗室 轉換到 媒體 實驗室 的 赫爾 , 在 旗艦 計畫 上 有 了 重要 突破 , 開發出 名叫 「 MIT 電動 踝關節 」 ( MIT Powered Ankle ) 的 智慧型 義足 和 踝關節 。 實驗室 的 年輕 研究員 知道 , 他們 的 測試 對象 是 會 提出 一 長 串 要求 的 內行 使用 者 , 例如 赫爾 本人 , 所以 義足 不但 要 做 得 輕巧 舒適 , 還 得 聰明 到 能 預期 使用 者 的 需求 , 更 要夠 堅固 , 不管 碰到 颳風 下雨 或 任何 路面 狀況 , 都 能 正常 運作 。 同時 義足 也 必須 與 原本 的 真 腳 非常 相似 , 走 起 路 來 , 動作 才 會 非常 自然 ; 還要 發揮 高效率 , 每 次 充電 後 , 至少 可以 走 四千 步 後 , 才 需 再 補充 電力 。 他們 更 需要 消除 一般 義足 常見 的 問題 。 傳統 義足 常 有 一些 深受 使用 者 詬病 的 缺點 , 但 大多數 設計師 往往 認為 這些 問題 沒 那麼 重要 , 不 需要 特別 花心思 解決 。 例如 , 使用 者 一 個 主要 的 抱怨 是 , 義足 常常 會 弄破 他們 的 褲管 底部 。 當然 , 這 不 是 什麼 生死交關 的 大 事情 , 但 對 使用 者 來 說 , 卻 是 非常 惱人 的 問題 。 他們 的 新 發明 也 必須 有 辦法 「 用 腳 思考 」 。 事實 上 , 由於 神經 訊號 從 雙腳 傳達到 腦部 的 速度 不 夠 快 , 與 走路 和 跑步 相關 的 「 腦力 」 思考 原本 早已 「 在地化 」 。 訊號 從 腦部 傳到 雙腳 需要 五十 毫秒 的 時間 , 大約 是 眨 一下 眼睛 的 三分之一 時間 , 聽起來 好像 很 快 , 但 事實 上 , 因為 足部 實際 接觸 地面 的 時間 還 不到 三百 毫秒 , 所以 就 協調 跑步 步伐 的 機能 而 言 , 訊號 傳遞 的 速度 實在 太 慢 了 。 由於 我們 與生俱來 的 雙腳 原本 就 是 一 種 智慧型 設計 , 所以 義足 也 必須 如此 , 換句話說 , 新 發明 必須 仿效 人類 脊椎 和 四肢 中 的 局部 控制 機制 , 同時 又 能 像 人類 雙腳 一樣 產生 能量 。 換句話說 , 義足 必須 像 人類 肌肉 一樣 , 擁有 自己 的 動力 和 能量 來源 。 赫爾 對 學生 提出 很多 要求 , 接下來 他 提出 更多 要求 。 他 認為 , 電動踝關節 不但 要 舒適 耐用 , 還 必須 有 一 個 自給自足 的 電池 , 因此 無論 身在 何處 , 隨時 都 可以 很 方便 的 充電 。 為什麼 呢 ? 因為 赫爾 很 喜歡 登山 , 每 次 一 去 就 好幾 天 , 他 可 不 想 到時候 電力 不足 。 接下來 兩 年 , 在 赫爾 督導 下 , 四 名 全職 研究生 和 幾 個 大學生 各自 負責 不同 的 設計 問題 , 而 他們 每 次 做出來 的 新 原型 都 愈來愈 酷 、 更 聰明 、 更 厲害 。 等到 二○○七年 的 人類 二.○ 研討會 召開 時 , 「 MIT 電動 踝關節 」 已經 準備好 要 首度 公開 亮相 了 。 那 天 , 到 了 倒數 第二 個 議程 時 , 赫爾 先 在 舞台 上 放映 一 段 影片 , 裡面 有 一 位 殘障 人士 開心 戴上 MIT 電動 踝關節 , 但 他 同時 得 背上 一 個 厚重 的 背包 , 裡面 是 讓 義足 運作 必須 的 電腦 和 電力 供應 設備 。 不過 , 在 研討會 舉行 前 幾 個 星期 , 生物 機電 小組 不眠不休 、