3D打印助癱瘓少年踢出2014年巴西世界杯第一球

今年全世界最重要的體育賽事恐怕就是在巴西舉行的2014年世界杯了。如果一切按計(jì)劃的話，全世界的數(shù)億觀眾將會(huì)在6月12日的舉行的世界杯揭幕戰(zhàn)東道主巴西隊(duì)和克羅地亞隊(duì)的比賽前看到一位癱瘓少年從輪椅上站起來，走到場地中央，開出2014年世界杯足球賽的第一個(gè)球。

借助意念控制（mind-controlled）技術(shù)和3D打印，這個(gè)原本癱瘓的少年用自己的大腦控制機(jī)械外骨骼來移動(dòng)自己原本不受控制的腿。

開球少年將穿特制的頭盔，這是使用3D打印專門為其定制的。他/她的下肢將由一對(duì)高科技的外骨骼來支撐。同時(shí)會(huì)有電極放置在他或她的頭皮或大腦內(nèi)。

“當(dāng)青少年想著走路時(shí)，電極會(huì)將大腦信號(hào)傳輸?shù)揭慌_(tái)小型電腦里，這臺(tái)電腦像一個(gè)背包一樣背在后面，由電腦將那些無線的指令信號(hào)轉(zhuǎn)化成運(yùn)動(dòng)。”

  

這項(xiàng)開創(chuàng)性的工作是由杜克大學(xué)的Miguel A.L. Nicolelis博士領(lǐng)導(dǎo)的。Nicolelis是一名52歲的神經(jīng)科學(xué)家。他同時(shí)也參與了一個(gè)名為“重新行走（Walk Again）”的國際合作項(xiàng)目，該項(xiàng)目的目的是用技術(shù)來克服癱瘓。

“重新行走”項(xiàng)目得到了眾多科研機(jī)構(gòu)的支持，其中包括杜克大學(xué)神經(jīng)工程中心、慕尼黑技術(shù)大學(xué)，以及其它來自美國、德國、瑞士和巴西的大學(xué)。

科羅拉多州立大學(xué)的Idea-2-Product 3D打印實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)開發(fā)出了起到外骨骼功能控制作用的頭盔。據(jù)了解，頭盔上安置的電極對(duì)應(yīng)著人的頭部的不同位置，以幫助他們的大腦更好地與電極溝通。因?yàn)轭^盔必須進(jìn)行定制，以適合佩戴者的頭部，研究人員利用3D打印技術(shù)幫助制造頭盔的內(nèi)襯。這個(gè)內(nèi)襯必須能夠保護(hù)頭部和電極，而且要與頭盔相匹配。

工程師們首先通過3D掃描為佩戴者的頭部，生成3D模型，然后使用橡膠類材料3D打印出一個(gè)頭盔內(nèi)襯的模型來。3D打印技術(shù)使他們能夠反復(fù)制作后再改進(jìn)完善。如果在從前，這是一個(gè)復(fù)雜的過程，但是如今3D打印技術(shù)使一切變得簡單。最終開發(fā)團(tuán)隊(duì)花了58小時(shí)38分鐘，用熱塑性聚氨酯（TPU）打印出了與佩戴者頭形吻合的柔軟的頭盔襯里。

為什么是世界杯？

Nicolelis從小在巴西圣保羅長大，對(duì)足球充滿熱情，他告訴CBS新聞：“世界杯是世界上最大的體育競賽，是全世界人共同關(guān)注的盛會(huì)。我們向政府建議，不要像常規(guī)的那樣用音樂或傳統(tǒng)儀式來填充開幕式，我們可以通過展示科學(xué)成果讓世界感到驚喜。“

“體育可以成為溝通那些平時(shí)不太注意科技新聞的人們的一個(gè)很好的渠道。”他說。“我一直想向巴西的孩子們展示科學(xué)對(duì)社會(huì)有多么重要。”