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虚构的钢铁侠外骨骼于 1963 年在《悬念故事》第 39 期中首次亮相，由“世界最伟大的工程师”托尼·斯塔克构思、设计、创造和驾驶。托尼·斯塔克的创造者斯坦·李在他的 “发明钢铁侠” 的宣传语中写道：“早在六十年代，当我第一次想到钢铁侠的概念时，我就想，‘如果一个人拥有一套盔甲，就像古代的骑士一样——但是现代盔甲可以容纳各种小型化的技术武器呢？这样的人似乎就是终极超级英雄。’ ”
尽管字面上构想为类似于中世纪骑士的机动盔甲，但它已经成为真正技术与生物融合的代表，是有史以来想象中最复杂的神经假体。而且钢铁侠外骨骼有许多版本，在 托尼·斯塔克的“装甲大厅”中。
科幻外骨骼装甲的广度和范围在 2013 年漫威影业制作的《钢铁侠 3》接近尾声时的宏大场景中得到了很好的体现。托尼·斯塔克召唤了他的整个军械库来飞行并为最后的战斗提供帮助。这个场景非常引人注目且视觉效果惊人，因为它展示了自 1963 年以来梦寐以求的钢铁侠外骨骼的许多版本。
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对我来说，《钢铁侠 3》中的这个场景真的让我惊呼“外骨骼来了！”在我的书《发明钢铁侠——人机结合的可能性》中，我将钢铁侠作为一种隐喻，通过使用技术来放大我们人类生物学的潜力。我设想外骨骼技术与人类神经系统的无缝应用。要超越仅仅是可穿戴盔甲的概念，达到与人类神经系统完全集成并直接控制的盔甲。就像 沃伦·埃利斯在对钢铁侠的看法中描述的绝境盔甲一样。
虽然我们距离创造和控制钢铁侠外骨骼还有很长的路要走，但我仍然密切关注科学和工程的成果，以使我们走向这种未来的生物技术融合。我仍然对进展的速度和范围感到震惊。在这里，我总结了最近 2 个我认为特别重要的“商业级”的“可穿戴”外骨骼和神经假体应用。它们在现在如何真正帮助那些有行动障碍的真实人群方面令人瞩目，即使它们还不能应对在复仇者联盟任务中拯救世界的挑战。
外骨骼在行动中的马拉松示例
虽然钢铁侠在天空中飞驰的形象立即引人注目，但那种集成的飞行外骨骼仍然遥遥无期。直到最近，即使是可以让你慢慢行走的的外骨骼也只是地平线上才能想象到的东西。现在，像 日本的 Cyberdyne 公司（混合辅助肢 (HAL) 的生产商） 和 以色列的 Argo Medical Technologies 公司（ReWalk 的生产商）这样的公司已经开始将这个科幻概念转化为现实。
去年夏天，一位名叫克莱尔·洛马斯的英国女性使用 Argo 的“ReWalk”设备成为第一个使用机器人外骨骼完成马拉松的人。 ReWalk 下肢外骨骼提供了她腿部的运动，并允许她在前臂拐杖的辅助下走完伦敦马拉松路线的整个 26.2 英里。
这是一项艰苦的努力，耗时 16 天，但这代表了科学、工程和人类精神融合的强大力量的绝佳示例。使用在许多动力假肢中成功应用的技术，ReWalk 设备产生的腿部运动由来自上身运动触发的线索控制。为了更接近我认为真正有必要使用外骨骼来完全复制和增强人类运动的集成神经假体设计，未来的发展仍然需要包括直接由神经系统（大脑和脊髓）触发的命令。
使用神经系统命令控制假体
当我们决定产生运动时，与运动计划和组织相关的复杂命令会将信号发送到大脑的运动输出区域。然后这些命令向下穿过脊髓到达适当的水平。也就是说，手臂运动较高，腿部运动较低。在脊髓水平，发现了控制需要激活的肌肉的细胞。命令从脊髓发送到产生运动所需的肌肉。所有这些传递都需要时间，并会引入控制延迟，这会使装甲超级英雄的战斗变得困难。
由于这些延迟，我在 《发明钢铁侠》中认为，最终目标应该是创建由大脑命令控制的神经假体。这减少了在脊髓或肌肉水平上使用“下游”命令时发现的所有传输延迟。但这目前也需要在神经系统中插入电极。相反，目前一个好的起点是使用来自大脑的命令，这些命令以肌肉中的电活动（肌电图，EMG）的形式传递和检测到。
这些 EMG 信号可以通过放置在感兴趣的肌肉上的皮肤上的电极很容易地检测到。EMG 活动是你神经系统试图让你的肌肉做的事情的非常忠实的代表。这有点像一种生物形式的“窃听”，用来“监听”发送到肌肉的命令。已经开发了许多不同的神经假体来使用 EMG 控制信号来指导假体本身中电机的活动。
去年出现了一个使用这种控制假肢的极端例子。膝上截肢者扎克·沃特尔使用了一个动力下肢神经假体，该假体使用 EMG 控制在芝加哥威利斯大厦爬了 103 层楼梯。扎克的攀登是芝加哥康复研究所仿生医学中心筹款活动的一部分，并且是神经假体最先进技术的公开演示。
虽然用假体替换肢体及其功能与钢铁侠外骨骼恢复或增强功能的概念不完全相同，但控制的基本原理非常相似。事实上，Cyberdyne 的“机器人套装 HAL”使用 EMG 信号来控制全身外骨骼的手臂和腿部。
在撰写本文时，“机器人套装 HAL”只能在日本通过在某些康复中心的租赁获得和使用。似乎海外应用和机会即将到来。ReWalk 在欧洲有售，但正在接受 FDA 批准以在美国提供。很明显，目前世界各地的科学家和工程师正在解决未来行动障碍的解决方案以及增强人类能力的问题。
这些现实生活中的进步正在被纳入不久将在全球商业销售的产品中。它们代表着科学和工程应用概念的惊人进步，而这些概念在十年前仅仅是科幻小说。这些进步也突显了未来由人类创造力驱动的进一步发展的潜力。套用约翰·肯尼迪 1963 年的鼓舞人心的话“有些人看到事物本来的样子，然后问为什么？我梦想着从未存在的事物，然后问，为什么不呢？”
我认为如果我们能梦想它，我们就能想象它。如果我们能想象它，我们就能发明它。如果我们能发明它，我们就能很好地利用它。