当世界各地的观众收看2020年东京残奥会时，他们将看到运动员们使用令人印象深刻的一系列高科技假肢、轮椅和其他辅助技术。这些设备与日常使用的设备几乎没有相似之处，而且从一项运动到另一项运动差异很大。
“我们设计运动器材，以根据这项运动的限制和需求获得尽可能好的性能，”英格兰伯恩茅斯大学的运动技术专家 Bryce Dyer 解释说，他为残疾运动员开发假肢。
例如，刀锋式假肢（具有弹性，可以更好地存储和释放能量）在田径赛事中已广为人知。但是，参加自行车赛事的下肢截肢者必须以更高的速度进行不同类型的运动，因此他们的假肢有不同的要求。“当你的速度超过一定速度时，减慢速度的最大力之一是空气动力阻力。阻力越大，你必须付出更多的努力来尝试减轻和克服它，”Dyer 解释说。非残疾人的腿“不是特别符合空气动力学的；它们不是为这项任务而设计的。但是自行车假肢，我们可以这样设计。”他创造了这样的物品，用扁平的中间部分代替小腿。“我们可以把它做得非常非常薄，”Dyer 说，“几乎像飞机机翼一样——刀片般的厚度——以切开空气[并]减少或消除由此产生的任何湍流。”对于自行车肢体，这个扁平部分的方向是薄边朝前，而不是跑步用的刀锋假肢，后者的宽边朝前。
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不同运动项目的轮椅差异也很大，尽管它们有一些相似之处。许多轮椅由碳纤维等高科技材料制成，既坚固又轻便。它们通常包括橡胶涂层的车轮转动手柄，运动员戴着手套抓住手柄以最大程度地增加摩擦力。但除此之外，设计就各不相同了。例如，在轮椅击剑中，车轮被锁定到位，而运动员从设定的位置进行攻击和躲避。因此，击剑轮椅配备了腿部绑带和坚固的手柄，以帮助运动员稳固地坐着。许多轮椅的靠背比平时低，以便进行更多的上半身运动。
击剑轮椅的基本形状仍然很像日常轮椅。但这与竞速轮椅的情况完全不同，竞速轮椅是为高速行驶而设计的。这种设备前部的第三个轮子实现了低矮、细长的形状，这种形状与运动员的姿势最佳匹配：跪着并向前倾斜。辐条轮通常被换成光滑的圆盘，以减少空气湍流，从而减少高速移动所需的力。
对于需要更高机动性的运动，还需要另一种设计元素。“你的轮胎或车轮实际上是倾斜的，”退役的美国轮椅篮球运动员 Becca Murray 说，她参加过三届残奥会，并在其中两届奥运会上获得金牌。“这样做的动态效果是，它可以帮助你更快，并且你能够迅速转弯，而你的日常轮椅——它不允许你转弯那么急。”轮椅后部的附加轮子也有助于这些快速转弯并增加稳定性。但是这样的轮椅有时确实会翻倒，因此设计必须坚固。这也是运动员在臀部和腿部佩戴绑带或腰带的原因。“如果你要摔倒，你希望能够立即站起来，”Murray 说。“所以你希望你的轮椅始终与你连接，几乎就像你与轮椅融为一体。”
除了适合特定运动外，设备还必须满足每位运动员的独特需求。“大多数设备都是定制的：它的设计旨在最大限度地发挥每位运动员的身体机能，”英格兰考文垂大学社会商业研究中心残疾和残奥运动副教授 Ian Brittain 说。例如，用于田径运动的假肢可能包含也可能不包含机械膝关节。“有些跑步者，根据他们肢体的长度，如果他们是膝盖以上截肢，将会添加膝关节，”Dyer 说。“但也有一些独特的运动员，英国运动员 Richard Whitehead 就是一个很好的例子。”Whitehead 双腿膝盖以上截肢，并且开发了自己的跑步风格——一种根本不需要膝关节的风格。“它看起来几乎像一个打蛋器，他几乎以一种拂动的模式，左右手侧地将腿部围绕起来，”Dyer 说。“这对他来说非常独特。”
在参加轮椅比赛的运动员中，类似的定制也是必要的。例如，增加轮椅靠背的高度和座椅的坡度（也称为“倾斜度”）可以帮助补偿腹部无力。“我的轮椅实际上有一个小的倾斜度，因为我没有所有的核心肌肉来帮助我保持平衡，”Murray 解释说。“这只是意味着我的膝盖比我坐着的位置高，所以它在一个倾斜面上。”脊柱高位受伤的运动员的腹部力量可能不如 Murray，甚至在他们的日常轮椅中也需要倾斜度。其他截肢或膝盖受伤的运动员可能具有更强的腹部力量，根本不需要倾斜度。
在残奥会上看到的技术可以提高运动的速度和灵活性，但它不太可能启发非运动员采用明显不同的设计。原因之一是日常生活中使用的轮椅已经针对其他品质进行了优化，例如尽可能占用最少的空间。“你希望你的日常轮椅尽可能小，因为在日常生活中，你必须穿过狭小的地方和门口等等，”Murray 解释说。“你喜欢它紧贴你的臀部，并且车轮是垂直的，这样你就可以尽可能窄。”许多公共场所根本没有建造来容纳各种轮椅设计。
价格是另一个考虑因素。“你必须记住，精英运动员的商业市场非常小，而且在许多情况下，这些运动员都得到了赞助，”Dyer 说。“因此，重要的是要像 IndyCar 或一级方程式技术最终会渗透到日常家用汽车中一样，具有一定程度的向下渗透。但有时它非常微妙。”例如，假肢的某些几乎看不见的部件（例如将肢体连接到佩戴者身体的套筒）可能会得到改进。
此外，Dyer 补充说，与残奥会运动员合作的工程师和设计师将学习一些他们可以应用于其他截肢者的技术。“它实际上将为假肢师提供如何为那些非常活跃的人（他们可能希望为了娱乐而慢跑、带狗散步或打网球或类似的东西）安装假肢的经验，从而使他们获得更高程度的舒适感，”他说。“这不仅仅是关于外观。它还关系到可以为假肢师在创建和设计辅助技术方面提供的经验，以使人们能够执行某些类型的活动。”