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說明書上並沒有講解怎樣用義肢砸碎武術木板，但是如果這隻能力之手（Ability Hand）能夠做到這一點，那又有何不可？更厲害的是，這隻手還能輕鬆地拿起小如一粒紅莓。仿生義肢曾經是科幻小說中的主要內容，此刻，未來已然到來。

Ability Hand的製造商PSYONIC是來自伊利諾伊大學厄巴納香檳分校的一家初創公司，過去八年一直在完善他們的仿生手。現時他們的義肢設備是市場上最實惠、堅固和實用的產品之一。我們專訪了PSYONIC的創辦人Aadeel Akhtar博士， 談談他的製作歷程以及生物工程的未來發展。

Akhtar將仿生手裝入身旁的手臂義肢插座上，便開始熱切地介 紹Ability Hand：「這裏有一個彈簧鋼條，通過由橡膠和尼龍製成的3D打印骨骼連接各關節，使其具有橫向靈活性，可以向側移動，但在需要抓握東西時，它仍然可以非常穩定。手掌是由碳纖維製成，既為起動機和其他組件提供結構性的支持，同時使手掌非常堅固耐用。仿生手本身是可拆卸的，有不同的尺寸，重量比普通人的手要輕。你甚至可以用它的USB-C可充電電池為手機充電。」

 它的外表看起來很酷，內部亦暗藏玄機。Akhtar繼續說道：「每隻手指裏面有六個觸覺感應器，一個在指尖，一個在指墊，兩個在外側，兩個在內側。在殘肢的適當位置裝上感應器，用家便可以透過感應器的振動起動機得到得觸覺。」

Ability Hand的感應系統與大多數控制系統兼容，因此可為廣泛用家提供這項技術。Akhtar表示：「控制手部的常見方法是使用位於前臂上的兩個肌肉感應器。即使沒有手，你仍然有這些肌肉。但也有另外三四種方法，通過不同的肌肉和肩膀等皮膚區域，讓用家得到活動控制和感官知覺。」

Akhtar對這項技術充滿熱情，他指出擁有可以模仿真手大部分功能的人造手，能給予有不同肢體障礙的人士帶來超乎想像的自主體驗。此外，這看起來充滿未來感和型格的義肢，為義肢 帶來形象上的改變，它能夠激起人們的興趣，同時令人驚嘆不已，而不是對失去肢體的人士感到遺憾。

技術和個人之旅

優先考慮人類元素，是Ability Hand的一個重要部分。事實上，這對Akhtar來說是一個非常個人的歷程。他在童年時曾造訪巴基斯坦，在那裏遇見一個與他同齡的截肢女孩，只靠一根棍子的幫助蹣跚而行。 他感到很震驚，並發誓有一天要幫助像她一樣的人。這並不是一個輕淡的承諾。其後他獲得生物學和計算機科學學位，電子和計算機工程碩士學位，以及神經科學博士學位，一直在朝著這個目標前進。

「在研究生時期，我們到訪厄瓜多爾，看一個失去左手的病人，也是產品測試者Juan。為Juan裝上義肢後，他說自己的一部分彷彿在35年後回來了。這標誌著PSYONIC的真正開始，也是一個令我非常鼓舞性的因素。我不能接受這種改變生活的技術變成一個被束之高閣的閑置項目，這種情況在學術專題項目中可謂非常普遍。」Akhtar希望每個截肢者都能像Juan一樣，獲得第一次試用義肢時那種感覺。

 Akhtar在2014年首次開始製作仿生手，隨後八年先後開發了九個樣品。「前四隻仿生手是用塑膠3D打印的，但到第四個樣品之後，我們才開始了這個稱為『客戶發現』的過程，盡可能多與用家交流。我們和數百名病人以及臨床醫生討論，他們抱怨的第一件事就是，就算是價值五萬美元的注模客製鋼鐵仿生手，也是非常脆弱易壞的。用家並不是做了什麼瘋狂的操作，他們只是把手碰到桌子這樣平常的東西，仿生手便會受破損，因為它們都是硬的，往往在關節處斷裂。」

這促使了Ability Hand的各項參數變得更具體。Akhtar解釋說：「我們的目標是能夠使用低成本的3D打印技術，製造出比現有產品都要堅固的仿生手。順著這一思路，我們閱讀了有關 軟體機器人的文獻，其中研究人員試驗低成本的矽膠，質感類似我們的韌帶、皮膚和肌腱。就是這樣，我們便開始以3D 打印了一個橡膠骨頭，用尼龍加固並以矽膠包裹。這讓它在該堅硬的地方堅硬，該靈活的地方靈活，最後就得出一隻既靈活又堅韌的手。」

Ability Hand是生物工程的一個奇跡，但Akhtar表示它只是對自然和生物進化的粗略模仿。他解釋道：「Ability Hand只有六個感應器，因此只有六種移動方式，相比起實際人類手部 近二十三個移動方式要少得多。因為這些限制，要最大程度運用到硬件，我們需要思考要給身體提供哪些信息，才能讓大腦充分反映手上正在進行的動作。」

感官捕捉是一門藝術

Akhtar深入分析這複雜的感官活動：「短促的觸覺提示可以讓用家知道他們接觸到一個物體，並通過振動信號的強度知道抓住物體力度的大小。這與接觸反射相結合，感應器檢測到超過最低閾值的壓力，接著手部動作就會自動慢下來或停止。這是一個人工的反射動作，所以用家並不是直接控制，但它令這個過程漸漸慢下來，然後慢到足以讓用家決定如何控制或擠壓一件物體。」

他表示：「最複雜的操作是讓觸覺反饋與接觸反射功能同時運作，容許觸摸脆弱物體時所需的精細控制。」不過對他而言， 本體感覺才是義肢發展面臨的最大挑戰，也就是我們無需查看，就能知道關節所處的空間位置的能力。

「你的大腦中存在著四肢在哪的概念，它們的動作和大腦同步，這就實現了所謂的具身認知。它讓我們感覺到一個物體不僅僅是一個物體，而實際上是我們自己身體的一部分。因此，如果你在移動手指時刺激本體感覺神經，你可以通過適當的方式刺激，使它就如虛幻的手或手指在移動一般。這就是你在思想和機器之間建立聯繫的重點，實際上你會感覺它是你肢體的延伸。」

Akhtar認為仿生學將會經歷生物整合不斷推進的過程，他說：「我們一直在與大學研究實驗室合作，這些實驗室通過外圍 神經感應或在大腦中直接刺激這些神經網絡。我們的目標是能夠直接通過大腦指揮手部動作，現在正在探索將感應器結合到骨骼、殘餘肌肉和神經中，作為下一個整合的階段。」 Akhtar說這對他們的下一個項目 ─ 能力之腿（Ability Leg）是至關重要的一環。「這條腿可以直接和骨頭結合，也可以直接讀取神經信號。這樣，用家就可以有一種猶如截肢前彎曲腳踝那樣真實的感覺。這就是我們想要的未來。」

機器人和人工智能業界也對Ability Hand產生了濃厚的興趣。 Akhtar 解釋道：「這些公司正在嘗試製造執行人工任務的機器 人，而我們製造了一隻專為人類執行任務而優化的手，因此 他們想要合作的想法自然很合理。例如Facebook購買了我們的一些仿生手，並安裝在應用於遠程醫療等方面的機械手臂， 或者是更多日常的事項，例如拿藥瓶、打開瓶裝水的瓶蓋等。 這是一個完全附加的應用，我們過去曾考慮過，但我們沒有意識到機器人和義肢之間的合作可以如此相輔相成。」

生物工程師需要優秀的設計師

由於Akhtar的工作依賴整合和無縫溝通，我們詢問了他對設計師在生物工程中可以扮演什麼角色的看法。「歸根究柢，用家體驗是最重要的。它的感覺和功能對於製作一款好的產品至 關重要，但傳統上人們很少關注美學元素，即佩戴仿生義肢會讓你感覺很酷那樣。這就是設計師可以通過提出實用而美觀的東西，來幫助工程師。它應該是他們身體的延伸，而不僅僅是 一個工具。」

許多Akhtar過往合作過的設計師都能夠提出非常有趣的意念。然而，基於工程上的限制，有些構想並不適用於實際應用上。 他繼續說道：「這就是為什麼在最早階段進行對話是如此重要， 因為工程師並沒有具備精緻的設計技巧去到技術能方便用家使用，但他們確實知道需要甚麼可行的條件。對話有助雙方同步。當你製作真實的東西時，將工程和設計結合便變得非常重要。」