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虛構的鋼鐵俠外骨骼於 1963 年在《懸念故事》第 39 期中首次亮相，由“世界最偉大的工程師”託尼·斯塔克構思、設計、創造和駕駛。託尼·斯塔克的創造者斯坦·李在他的 “發明鋼鐵俠” 的宣傳語中寫道：“早在六十年代，當我第一次想到鋼鐵俠的概念時，我就想，‘如果一個人擁有一套盔甲，就像古代的騎士一樣——但是現代盔甲可以容納各種小型化的技術武器呢？這樣的人似乎就是終極超級英雄。’ ”
儘管字面上構想為類似於中世紀騎士的機動盔甲，但它已經成為真正技術與生物融合的代表，是有史以來想象中最複雜的神經假體。而且鋼鐵俠外骨骼有許多版本，在 託尼·斯塔克的“裝甲大廳”中。
科幻外骨骼裝甲的廣度和範圍在 2013 年漫威影業製作的《鋼鐵俠 3》接近尾聲時的宏大場景中得到了很好的體現。託尼·斯塔克召喚了他的整個軍械庫來飛行併為最後的戰鬥提供幫助。這個場景非常引人注目且視覺效果驚人，因為它展示了自 1963 年以來夢寐以求的鋼鐵俠外骨骼的許多版本。
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對我來說，《鋼鐵俠 3》中的這個場景真的讓我驚呼“外骨骼來了！”在我的書《發明鋼鐵俠——人機結合的可能性》中，我將鋼鐵俠作為一種隱喻，透過使用技術來放大我們人類生物學的潛力。我設想外骨骼技術與人類神經系統的無縫應用。要超越僅僅是可穿戴盔甲的概念，達到與人類神經系統完全整合並直接控制的盔甲。就像 沃倫·埃利斯在對鋼鐵俠的看法中描述的絕境盔甲一樣。
雖然我們距離創造和控制鋼鐵俠外骨骼還有很長的路要走，但我仍然密切關注科學和工程的成果，以使我們走向這種未來的生物技術融合。我仍然對進展的速度和範圍感到震驚。在這裡，我總結了最近 2 個我認為特別重要的“商業級”的“可穿戴”外骨骼和神經假體應用。它們在現在如何真正幫助那些有行動障礙的真實人群方面令人矚目，即使它們還不能應對在復仇者聯盟任務中拯救世界的挑戰。
外骨骼在行動中的馬拉松示例
雖然鋼鐵俠在天空中飛馳的形象立即引人注目，但那種整合的飛行外骨骼仍然遙遙無期。直到最近，即使是可以讓你慢慢行走的的外骨骼也只是地平線上才能想象到的東西。現在，像 日本的 Cyberdyne 公司（混合輔助肢 (HAL) 的生產商） 和 以色列的 Argo Medical Technologies 公司（ReWalk 的生產商）這樣的公司已經開始將這個科幻概念轉化為現實。
去年夏天，一位名叫克萊爾·洛馬斯的英國女性使用 Argo 的“ReWalk”裝置成為第一個使用機器人外骨骼完成馬拉松的人。 ReWalk 下肢外骨骼提供了她腿部的運動，並允許她在前臂柺杖的輔助下走完倫敦馬拉松路線的整個 26.2 英里。
這是一項艱苦的努力，耗時 16 天，但這代表了科學、工程和人類精神融合的強大力量的絕佳示例。使用在許多動力假肢中成功應用的技術，ReWalk 裝置產生的腿部運動由來自上身運動觸發的線索控制。為了更接近我認為真正有必要使用外骨骼來完全複製和增強人類運動的整合神經假體設計，未來的發展仍然需要包括直接由神經系統（大腦和脊髓）觸發的命令。
使用神經系統命令控制假體
當我們決定產生運動時，與運動計劃和組織相關的複雜命令會將訊號傳送到大腦的運動輸出區域。然後這些命令向下穿過脊髓到達適當的水平。也就是說，手臂運動較高，腿部運動較低。在脊髓水平，發現了控制需要啟用的肌肉的細胞。命令從脊髓傳送到產生運動所需的肌肉。所有這些傳遞都需要時間，並會引入控制延遲，這會使裝甲超級英雄的戰鬥變得困難。
由於這些延遲，我在 《發明鋼鐵俠》中認為，最終目標應該是建立由大腦命令控制的神經假體。這減少了在脊髓或肌肉水平上使用“下游”命令時發現的所有傳輸延遲。但這目前也需要在神經系統中插入電極。相反，目前一個好的起點是使用來自大腦的命令，這些命令以肌肉中的電活動（肌電圖，EMG）的形式傳遞和檢測到。
這些 EMG 訊號可以透過放置在感興趣的肌肉上的皮膚上的電極很容易地檢測到。EMG 活動是你神經系統試圖讓你的肌肉做的事情的非常忠實的代表。這有點像一種生物形式的“竊聽”，用來“監聽”傳送到肌肉的命令。已經開發了許多不同的神經假體來使用 EMG 控制訊號來指導假體本身中電機的活動。
去年出現了一個使用這種控制假肢的極端例子。膝上截肢者扎克·沃特爾使用了一個動力下肢神經假體，該假體使用 EMG 控制在芝加哥威利斯大廈爬了 103 層樓梯。扎克的攀登是芝加哥康復研究所仿生醫學中心籌款活動的一部分，並且是神經假體最先進技術的公開演示。
雖然用假體替換肢體及其功能與鋼鐵俠外骨骼恢復或增強功能的概念不完全相同，但控制的基本原理非常相似。事實上，Cyberdyne 的“機器人套裝 HAL”使用 EMG 訊號來控制全身外骨骼的手臂和腿部。
在撰寫本文時，“機器人套裝 HAL”只能在日本透過在某些康復中心的租賃獲得和使用。似乎海外應用和機會即將到來。ReWalk 在歐洲有售，但正在接受 FDA 批准以在美國提供。很明顯，目前世界各地的科學家和工程師正在解決未來行動障礙的解決方案以及增強人類能力的問題。
這些現實生活中的進步正在被納入不久將在全球商業銷售的產品中。它們代表著科學和工程應用概念的驚人進步，而這些概念在十年前僅僅是科幻小說。這些進步也突顯了未來由人類創造力驅動的進一步發展的潛力。套用約翰·肯尼迪 1963 年的鼓舞人心的話“有些人看到事物本來的樣子，然後問為什麼？我夢想著從未存在的事物，然後問，為什麼不呢？”
我認為如果我們能夢想它，我們就能想象它。如果我們能想象它，我們就能發明它。如果我們能發明它，我們就能很好地利用它。