本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
阿斯彭。生活可以在瞬間改變。我們都知道這一點，但我們忘記了，或者試圖忘記這個事實——直到發生一些讓我們難以忽視的事情。
一位穿著鮮紅色襯衫的迷人金髮女郎坐在輪椅上，面前是聚集在一起的科學家、醫生、作家和社群成員。我們身處阿斯彭草甸度假村的會議室，這裡是2013年阿斯彭腦論壇的舉辦地。阿曼達·博克斯特爾回憶起她24歲時的生活。她告訴我們，她曾經是一名滑雪運動員、跑步運動員和芭蕾舞演員。她喜歡在荒野中徒步旅行。螢幕上出現了一位美麗年輕女性的照片。在照片中，她是站立的。然後有一天，在滑雪坡上，博克斯特爾的滑雪板板尖交叉。她翻了個跟頭，摔碎了四節脊椎。
“我也粉碎了我永生的幻想。我從這裡”——她把手放在臀部——“向下癱瘓了。沒有運動，也沒有感覺。” 她當時的生活發生了翻天覆地的變化，這很難否認。但博克斯特爾最終接受了一條康復之路。“把傷痛轉化為智慧需要時間。這需要勇氣。這是一個殘酷的傷害。這不僅僅是無法行走，”她告訴我們。
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藉助輔助技術，她重新回到了滑雪板上。她開始玩滑水、攀巖、皮划艇和滑翔。但她仍然不能用腿承受重量或行走。行走對我們大多數人來說似乎很容易，因為這個動作是內建的；它是自動的。然而，實際上，行走是一種高度複雜的運動，涉及許多不同的肌肉，這些肌肉必須以精確的定時順序收縮。一旦脊髓不再能夠協調這種運動，就很難複製它。對於博克斯特爾來說，行走可以說是一個遙遠的夢想。
所以她坐了21年。
然而，以防萬一，博克斯特爾透過一種療法又一種療法，再到第三種療法進行鍛鍊和伸展。“我努力保持身體柔韌，以便有一天我的腿可以再次支撐我，”她說。
2010年的一天，她接到了伯克利仿生公司（一家五年前在加利福尼亞州伯克利成立的工程公司）時任執行長艾索·本德和公司聯合創始人內森·哈丁的電話。他們請她從她在阿斯彭的家前往伯克利，試穿一套仿生服，這可能有助於她實現夢想。“它和我想象的完全一樣，”博克斯特爾後來告訴我，“所以我當然會說‘是’。”
這套服裝的最新版本，一個重達50磅的黑色機器人外骨骼，名為 Ekso，位於房間的前面。哈丁是一位機械工程師，現在是更名後的公司 Ekso Bionics 的執行長，他在這裡幫助我們瞭解這項技術。
哈丁告訴我們，目標是讓截癱患者能夠以自然的步態在地面上站起來行走，並能承受自己的體重。現有的無動力矯形器，基本上是一種一直延伸到腰部的腿部支架，笨重、非常耗費人力，並且不能支援正常的行走運動。使用者抓住助行器，保持腿部僵硬，同時利用腰部和軀幹將雙腿同時向前擺動，這種運動需要大量使用胸部肌肉。相比之下，Ekso 的設計目的是實現往復步態——左腿、右臂，反之亦然——彎曲膝蓋並腳跟先著地。
該機器人包含一個計算機大腦，兩側各連線一個電池組，患者可以將其背在背上。它還配備了四個電機——兩個位於膝蓋處，兩個位於臀部附近——為人的步伐提供動力，以及將裝置固定在肩部、胸部和腿部的帶子。另外兩條帶子將每隻腳連線到其平臺，一種與地面接觸的鞋子。
當我們觀看時，一名物理治療師將各種帶子固定在坐在椅子上的博克斯特爾身上。然後，博克斯特爾抓住手杖，將自己推到站立姿勢。片刻之後，音樂開始播放，觀眾驚奇地注視著博克斯特爾走下分隔會議參與者的通道。她正自然地邁步，即使不是很快，她每次邁步都抬起腿並彎曲膝蓋——而且面帶微笑。
“我患有水腫（腫脹），我每天穿著這個裝置行走，水腫就會消退，”我們聽到她說。她去洗手間的次數更多了，睡眠也更好。該裝置還可以緩解疼痛。“我患有這種難以置信的神經性疼痛，”博克斯特爾透露。“當我穿著這個裝置行走時，我的疼痛完全消失了。”
機器的嗡嗡聲是可以聽見的，但具有欺騙性，在某種程度上，博克斯特爾的笑容也是如此。事實證明，博克斯特爾也在努力工作。她有一些髖屈肌的運動。但她所有的腿部肌肉都嚴重萎縮。“僅僅在通道里走來走去就讓我筋疲力盡。我氣喘吁吁，心跳加速，”她說。然而，博克斯特爾似乎很享受這種鍛鍊——部分原因是它可能有助於重建她的身體。鍛鍊增強了她的肌肉力量，並重新連線了她一些殘疾的神經通路。負重運動的本體感受反饋可能會啟用感覺神經元，而運動神經元會學會創造行走運動。“要穿著機器人行走，我必須重新訓練我的身體和大腦。我必須有意識地思考‘右臂、左腿和左臂、右腿’，”博克斯特爾告訴我。
該機器人包含複雜的軟體，旨在模仿脊髓曾經擁有的控制能力。一旦博克斯特爾將她的臀部向前移動到一側，它就會觸發第一步。然後，機器人知道在博克斯特爾將體重轉移到另一側之前不要啟動另一步。它還會在一系列步驟中使用學習演算法來找出需要多少和什麼型別的幫助。博克斯特爾可以增加或減少她獲得的幫助量。當她想鍛鍊時，她可以調低它，或者當她喜歡毫不費力地在派對上游行時，她可以調高它。
但博克斯特爾還沒有穿著助行器去參加派對。該裝置於 2012 年 2 月首次進入康復中心，到目前為止，已有 1500 名患者試穿過它，所有患者都在致殘事件發生後首次重新站立起來。但除了博克斯特爾之外，使用者只在設施內閒逛。博克斯特爾帶著它在外面兜風——每週五天在康復中心的停車場，有訓練有素的治療師陪同。治療師是一個至關重要的夥伴，因為在這種裝置中行走對小的擾動高度敏感。例如，當她在會議室的通道里行走時，治療師移動了我的揹包的帶子，我粗心地讓它垂到了通道中。很少有派對能如此細緻地清除障礙物。
外骨骼不僅在身體上，而且在心理上也是一種提升。站起來意味著患者可以直視他人，而不是世界俯視他們。“我喜歡這種角色轉換，”博克斯特爾宣佈。“你們都坐著，而我站著。” 博克斯特爾是一位散發著情感溫暖的女性，她藉此機會擁抱了哈丁。“我享受身高和與視線平齊的心理益處，”博克斯特爾告訴我。
作為美國第一個擁有這種升級機器人的個人，博克斯特爾希望透過她的基金會 Bridging Bionics 為個人帶來更多的外骨骼，每個外骨骼的成本為 11 萬美元。她期待著有一天她可以在家裡經常使用它，避開障礙物、登上斜坡和爬樓梯。哈丁說，正在為機器人開發的軟體最終應該能夠實現大部分功能。與此同時，博克斯特爾很高興能夠行走。她說，生活質量意味著從疼痛、腫脹和失眠等不適中解脫出來。她說，僅此一點就已經是一大進步了。