優(yōu)化我們的身體：仿生學(xué)

仿生裝置具有替代或改善普通人體結(jié)構(gòu)的功能。自古以來，人們就懂得利用人造假肢來彌補戰(zhàn)爭、意外事故或者先天不足等給我們身體造成的缺陷。直到16世紀時，失去下肢的人們還必須接受痛苦不已的傷口縫合，并安裝上簡易的木制假腿或金屬鉤以代替腿部行走。法國外科醫(yī)生安布魯瓦斯·巴累改變了這一情況，他發(fā)明了一種更加靈活的機械假肢，幫助截肢的人們恢復(fù)往日的生活，而再不用勉強度日。從那時起，修復(fù)學(xué)或稱義肢技術(shù)迅速發(fā)展。現(xiàn)在，仿生工程師們不僅能制造出功能全面的仿生義肢，而且還可以通過電子植入的方法恢復(fù)患者的聽力和心臟功能。

安布魯瓦斯·巴累曾為法國4位國王擔任御醫(yī)，被譽為現(xiàn)代外科和解剖學(xué)之父。他同時也是一位天才發(fā)明家，曾發(fā)明了當時世界上最先進的修復(fù)裝置。他的代表作是一只人造假手，由齒輪、彈簧和鉤子構(gòu)成的手指可以自由活動。

仿生腿

當走路或跑步的時候，我們會不斷調(diào)整自己的運動方式來維持身體平衡。最新式的仿生腿采用電子傳感器和計算機設(shè)計，可以檢測到腳、踝以及膝關(guān)節(jié)的負載變化，并隨時作出自動調(diào)整。

邁步

邁步行走時，仿生腿內(nèi)的液壓元件會幫助腿部伸展，為下一步行走作準備。

仿生腳

現(xiàn)在最先進的仿生腳可以不再依賴計算機或電動裝置提供能量了。位于足底的精巧彈簧可以在每次邁步后回收能量。

公元前300年 假肢

我們已知最古老的人造假肢是大約公元前300年時羅馬人用木頭造的假腿，但這還只是把腿部被截掉的部分和地面簡單連接起來的裝置。

1923年 電子助聽器

奧地利醫(yī)生費迪南德·奧特茲于1906年發(fā)明了一種簡易的電子助聽設(shè)備。后來，人們對這臺機器進行改進，為它加入了電子管擴音器。1923年，便攜式電子助聽器問世。

1960年 心臟起搏器

美國工程師威爾遜·格雷德巴齊制造了世界上第一臺心臟起搏器。這臺機器可以有規(guī)律地把電流脈沖傳送給心臟，從而挽救心臟病患者的生命，幫助他們健康地生活。

仿生手臂

普通的人造手臂由于沒有與人體內(nèi)的神經(jīng)相連，所以使用起來很不方便，使用者也難以控制。而仿生手臂的優(yōu)點就在于使用者可以通過自身的神經(jīng)系統(tǒng)控制它們。通往原來手臂的神經(jīng)被重新連接至胸部，在那里，與仿生手臂相連的電極可以獲得脈沖信號，以此指揮手臂運動。

大腦的指揮

圖中的這個人雖然已經(jīng)失去了左臂，但是大腦中負責這只手臂運動的神經(jīng)一如既往地在工作。當他想移動左臂時，大腦便會發(fā)出神經(jīng)脈沖，就像指揮健康的右臂那樣發(fā)揮作用。

1969年 人造心臟

歷史上完全人造的心臟移植手術(shù)始于1969年。但即使在科技發(fā)達的今天，人造心臟也只是在沒有活體心臟捐獻的情況下，不得不采用的替代品。