截肢者使用的碳纖維假肢，或者說“刀鋒”，可以說是殘奧會最具代表性的標志之一。雖然不同的假肢會被用于跑步、跳遠和其他運動，但它們都有一個共同的目標：幫助殘疾人運動員跑得更快，跳得更高。形式跟隨功能。

然而，對普通的殘疾人來說，他們的假肢就需要適應不同的場景并執(zhí)行不同的功能，不能只是滿足一個目的，而是像真正的腿一樣。那么，我們?nèi)绾文茏尲僦杏X更真實，而不只是一個專門的工具呢？

用于現(xiàn)代跑步運動的“刀鋒”具有獨特的鉤形，而制作日常假肢最有前景的其中一個工程設計方法是能夠準確模擬出腿部、腳踝和足部的生物設計。這種方法被稱為“生物仿生”。

一個“被動”踝足假肢通常會用到像彈簧一樣的彈性介質(zhì)來模擬跟腱行為，儲存彈性能量并在踝關節(jié)蹬地前釋放。“主動”假肢會使用額外的致動器或馬達，以彌補本應由小腿肌肉在每次踏步時所提供的力量。實驗已經(jīng)證明，這樣的假肢可以幫助使用者走起路來更像正常人，并且改善生物機理和假肢之間的對稱性。目前，這種假肢適用于以穩(wěn)定的速度行走平地上的情況，而不是諸如爬樓梯這樣的活動。

簡單的設計，先進的技術

讓假肢更像是生物腿，并提高使用者舒適度的其他方式更簡單。他們解釋了讓截肢者參與到設計過程中的重要性。一個使用最先進仿生腳踝的用戶告訴我，這個假肢最大的特點并不是說提供了一個電動推桿，或者讓使用者走起路來更像是正常人，而是當使用者坐下來，腳踩在地面上時，腿部不會以90度角尷尬地伸出去（大多數(shù)假肢都會出現(xiàn)這樣的情況）。

另一個是如何控制假肢的問題?，F(xiàn)在的主動假肢會內(nèi)置計算器來控制馬達和模擬正常人行走，假肢變得越來越像可穿戴式機器人。此外，我們甚至可以使用能讀取大腦或肌肉信號的接口，讓用戶能夠以正常人的方式來思考和控制假肢。他們目前正在的實驗項目是可植入電極的使用，向大腦發(fā)送信號并讓其為使用者提供觸覺反饋，關閉人機循環(huán)，這樣使用者就可以感覺到假肢上的觸覺，仿佛就是自己原本的腿部。

這些技術突破和科學進步可以讓截肢者與假肢更緊密地聯(lián)系在一起，這意味著我們現(xiàn)在可以更多地關注假肢的呈現(xiàn)方式。換句話說，什么程度的假肢感覺像是人體的一部分？你的大腦會這樣認為嗎？

我們很清楚大腦對身體的映射。處理各種觸覺的運動皮層（或許說運動控制中心）和體感皮層都是按照大腦皮層軀體特定區(qū)進行排列。這意味著我們身體的每個區(qū)域在運動皮層和體感皮質(zhì)中都有對應的特定區(qū)域。重要的是，這種映射在截肢后仍不會不消失。

這意味著我們有機會借助肌肉和外圍神經(jīng)，來把假肢與控制和感知生物體部分的大腦皮層連接在一起。但這或許也可以讓我們進行衡量，看看大腦在多大程度上接受了假肢作為身體一部分。

這一系列研究最終會把認知神經(jīng)科學和生物醫(yī)學工程結合在一起，這不僅對設計出更好的假肢很重要，還能讓我們更好地了解大腦是如何創(chuàng)建和維持對我們身體的映射。其研究出來的機制不僅可以應用于截肢者，也可以應用于非截肢者。