你害怕的大蟑螂,現在能救你的命

2022-09-14     壹讀

原標題:你害怕的大蟑螂,現在能救你的命

只留討厭不留香的壹讀君 丨 彤 雲

近日,日本一項新研究把中國網友「噁心」壞了。

研究項目是使用「生物機械技術」,將電子設備植入活體蟑螂體內,合成一隻50%是機械、50%是活體的「半機械蟑螂」。

半機械蟑螂利用了蟑螂超強的環境適應力,用於執行輻射條件下的搜救工作。

為了與蟑螂這種體型嬌小的生命體結合,研究人員將超薄太陽能電池板的厚度降低到4微米,置於蟑螂身體後端的「屁股」位置,實現充電及續航功能的同時,也不會影響到蟑螂行動的靈活性。

當然,除了追求機械設備的極致精巧,還需要壯碩的肉體支撐這些精密設備,所以研發人員都會特意挑選體長超過5cm的大蟑螂,作為半機械蟑螂的候選「蟲」。

南方的大蟑螂們就業前景一片光明

網友們紛紛表示:它搜救我,我最後一口氣就沒了。還有網友調侃:半機械蟑螂或許是壓死救援對象的「最後一根稻草」。

如果你因為「半機械蟑螂」的營救,嚇到心臟停止跳動,或許可以被「生物機械技術」再次復活。

救人性命的人工大心臟

在中國的「生物機械技術」中,人工心臟是目前最受矚目的成果。

心臟是人體的重要器官,也是飽受各種疾病困擾的器官,除了先天性心臟病,還有冠狀動脈粥樣硬化性心臟病、風濕性心臟病、高血壓性心臟病、肺源性心臟病、感染性心臟病、營養代謝性心臟病等多種後天獲得性心臟病,導致全國有近1500萬的心衰患者。

在心衰患者中還有130萬~150萬的終末期心衰患者,需要接受心臟移植手術,但在中國每年能接受心臟移植手術的人只有幾百人。為了拯救無法實施心臟移植手術的心衰患者,中國的科學家們利用機械輔助循環( MCS)製造出了人工心臟。

人工心臟是一種植入式醫療機械裝置,重量不到180克,大小與桌球相近,能輔助或替代患者的心臟實現泵血功能,是當前針對心力衰竭最先進、最有效的治療手段。

為了保證人工心臟與機體不發生排異反應,在植入體內的人工心臟表面有鈦合金隔層。

而人工心臟的體外部分稱為「體外控制器」,由一根導管經腹部連接體內的人工心臟,平時可放在背包里隨身攜帶,需要每天定時更換電池。

「生物機械技術」除了在關鍵時刻救人性命,還可以幫助肢體殘缺的人實現生活自由。

實現自由的人類新四肢

肢體殘缺會給人們的生活造成不便,人類也一直在尋求解決之法。

早在3000年前,古埃及人就製造出做工精細,且符合人體工程學的人造大腳趾。學者們認為這個人造大腳趾不僅有裝飾作用,還能在行走過程中起到輔助作用,屬於「世界上最古老的假肢」之一。

假肢恆久遠……

隨著交通、土木工程、重工業的發展,當代人類面臨著更高的肢體致殘風險。

在中國肢體殘疾的人口總數為2412萬人,截肢人數為226萬,占肢體殘疾人數的8%。

得益於科技進步,當代的假肢功能及實用性也在迅猛發展。不僅出現了具有運動功能的假肢,還出現了可用神經肌肉控制的假肢,甚至實現了具有觸覺功能的假肢——智能假肢。

其中較為領先的是芝加哥康復研究所Todd Kuiken博士研發的智能假肢。

該假肢使用「目標肌肉神經重組(TMR) 」技術, 將截肢端殘餘的神經轉移到附近肌肉和皮膚上,使神經信號通過表面肌電傳送給機械手臂,讓患者能通過自主意識控制假肢。

肌電是肌肉運動時產生的微小生物電。機械手臂的感應開關可以感應到生物電,並根據生物電信號對假肢實行有效控制。

肌肉運動與感應開關

事故中痛失右小臂的音樂愛好者,通過智能假肢打破敲鼓速度的金氏世界紀錄

這項技術在我國已經實現。智能假手可以完成拾取、單擊等簡單動作,還能根據患者需要,到「動作庫」下載新增動作,目前的提取重量已超過10kg。

受傳統觀念影響,智能假肢多是仿人體外形的設計,並沒有明顯的賽博朋克風格,但部分思想超前,動手能力在線的朋友,會自己設計、製作外形酷炫的智能假肢,並增加一些附加功能。

國外生物學專業小伙參與自己的智能假肢研發,增加了照明、雷射功能

和人工心臟一樣,智能假肢也有充電需求,單次充電使用時長從幾小時到幾天不等,且由於是精密的電子產品,存在一定的故障風險……

瑕不掩瑜,智能假肢依舊是人類自由路上的助推器,而其背後的「生物機械技術」還有其他貢獻。

提升感官的未來新技能

如同人工耳蝸能幫助聽力殘疾患者回歸正常生活一樣,科學家們還試圖利用「生物機械技術」,打造重見光明的「人工眼」。

「人工眼」有較大的市場需求,除了事故、疾病致盲,人類的視力還會隨年齡增長而下降,產生黃斑變性(ARMD)。在65歲以上的老年人中,有近25%患有黃斑變性,其中一部分老人會因此失明,除視網膜移植手術外沒有有效的治療手段,且部分人不適合實施視網膜移植。

在「人工眼」的研究中,有兩項發展較較為成熟的技術,「仿生眼」和「人工光感受器」。

「仿生眼」又叫Argus II,是Second Sight公司的第二代產品,主要由眼鏡上的攝像設備、微電腦處理器和植入患者視網膜的電極組成,可將攝像設備拍到的圖像經微電腦處理後,傳送到視網膜上植入的電極,刺激視網膜形成視覺信號傳遞到大腦。

該技術雖然通過了歐洲CE認證和美國FDA認證,但未能達到徹底恢復視力的標準,只能使患者看到大型物體的輪廓,圖像無色彩且「畫質」粗糙,還需要攝像頭、微電腦、電池等外部設備,留在眼球壁上的導線電極也存在較大風險。

相比之下,直接把光刺激轉化為電信號傳遞給大腦的「人工光感受器」,安全性更高。

目前這種技術還未進行人體試驗,但在動物實驗中,該技術可恢復盲鼠視網膜中神經節細胞對綠色、藍色、近紫外的光反應,使盲鼠對光的敏感度和空間解析度接近正常小鼠。

相信在不久的將來,「人工眼」不僅能成為人類的第二雙眼睛,還能衍生出夜視、透視等神奇功能。

那麼,你有足夠的存款為自己打造賽博朋克的未來嗎?

參考資料:

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文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-my/b53474e928a2484f5206c34cdbebba25.html