科技猎失去双手29年，我和智能假手一起“进化”丨钛媒体影像《在线》
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(1‘26“ 视频展示：用智能假手写书法）
在国内，有8500万残疾人，其中约有2400余万人肢体残疾。一群来自中美名校的高材生组成的团队，从3年前就开始关注怎样让中国肢体残疾的残疾人用上廉价、舒适、功能强大的智能假手。
经过3年努力，他们的技术成果开始转化为商品：BrainRobotics智能灵巧肌电假手预计在今年年底上市，它在参数和性能上与Bebionic和i-Limb等主流智能假手不相上下，并成为“世界上第一款8电极商用假手”，肢体残疾的用户可精准控制假手每根手指，实现“大脑想什么动作，假手就执行什么动作”。
钛媒体影像《在线》第92期，我们将在上篇介绍肌电假手技术和BrainRobotics，在下篇讲述一名双手手掌缺失的健身教练，如何在见证一项技术落地的同时，完成自己人生的“进化”。
①BrainRobotics进化论
2019年4月24日，深圳高新区，脑机接口技术公司BrainCo办公室，智能灵巧假肢项目BrainRobotics中国区算法负责人、量产负责人黄琦在修理一只用于展示的肌电假手。
黄琦今年30岁，2018年从哈工大机器人所“机器人技术与系统国家重点实验室”博士毕业。
BrainRobotics总部位于波士顿，团队由来自哈佛、波士顿大学、阿拉巴马大学、哈工大等高校十余位脑科学、机械工程、物理、人机交互等专业的博士、硕士组成。
黄琦在调整假手手掌的传动连杆。
从硕士到博士，黄琦一直在研究智能假手：他的硕士专业是“假手肌电控制感觉反馈”，博士方向为“假手人机交互控制”。
硕士阶段开始接触智能假手时，他感到的是“有趣”：手腕套上电极就能控制假肢。2012年2月，通过与残疾患者第一次接触，黄琦改变了对智能假肢行业的看法：不仅仅是“有趣”，更多的是“有意义”。
“我拿着实验室的假手去黑龙江康复辅具中心找患者做测试。”黄琦接触到的第一位残疾患者是一位50多岁的男士，他因工伤失去四肢。“我给他戴好假手，引导他回忆肌肉运动，采集了他的肌肉信号，很快他就能抓起桌上的杯子喝水，当时他特别激动。”之后，黄琦又陆陆续续接触过20多位肢体缺失的残疾人，他更加坚定了要从事智能假肢研究的决心。
深圳，黄琦和同事在修理零件。
博士毕业前夕，黄琦面临着去研究所和企业两个选择。2018年2月，哈佛大学脑科学中心博士、BrainCo & BrainRobotics创始人韩璧丞到哈尔滨参加亚布力年会，他专程到哈工大拜访黄琦，两人交换了对智能假肢的理解和对行业的看法。韩璧丞告诉黄琦，他创立BrainRobotics的初衷是为了让更多残疾人用到廉价好用的肌电假手，黄琦被打动，决定加入BrainRobotics团队。
“一件事情有意义、有需求，就必然有商业前景。”黄琦对钛媒体《在线》表示，跟韩璧丞一样，他也想让技术落地惠及更多残疾人，改变更多他们的生活状况。
4月24日，深圳，黄琦向钛媒体《在线》展示通过肌电信号控制假手，这是BrainRobotics第三代模型机，此时它的第四代模型机正在试量产的生产线上。
智能假手不仅能为残疾人重建运动功能，辅助残疾人的的生活，还能通过重建感知反馈，让残疾人体会到肢体“重新生长”的本体感，带给他们带去心理上的安慰。
智能假手控制方式分为“视觉、脑电、肌电”三种，其中“基于肌电”的控制方式由于“可控性强、实现难度较低、操作方式更符合自然习惯”成为行业主流。
肌电假手是通过采集、处理人体肌肉运动产生的表面肌电信号来实现假手的动作控制。任何一个人，只要把外置电极贴在肢体肌肉上，将肌肉信号录入后台系统，都可以控制假肢做出动作。
4月26日，深圳，代工厂伟创力的车间，一只即将组装完毕的BrainRobotics肌电假手，这是它的第四版，也是最终试量产版本。（iPhone拍摄）
首次试量产目标是20个，这个看起来称不上“量产”的数字背后，他们走了3年。
BrainRobotics肌电假手原型机诞生于哈佛大学创新实验室，围绕它的科研攻关则起始于2016年。从2016年到2019年2月，朝着可以量产的方向，它经历了4次版本迭代；第四版从原型机到试量产，短短两个多月又经历了不下两千次大大小小的Bug修复、零部件和细节调整。
在黄琦看来，这不下两千次修改是最有价值的东西，是任何一只假手要量产的必经之路，“就算别人拿到我们的手，也没办法抄袭，好比一架飞机，你可以买回来拆开研究，但是你想做一个，就很难了”。
“国内外很多实验室都在研究智能假肢，在某些技术上达到了相当水平，但只停留在原型机上。”黄琦对钛媒体《在线》介绍，如“感觉反馈”这项技术，MIT研发的触觉传感器手套可以附着在假手外，通过触摸识别物体，“类似这样的技术，很多都还没办法量产做成产品。”
在科研领域，研发原型机是为了实现某些功能，研发中不需要考虑可靠性、成本和工艺难度，量产则要考虑方方面面的因素，并在不同需求之间找平衡，必要时还不得不牺牲原型机具备的某些尖端功能。
黄琦透露，试量产只是一个开端，他们计划7月份再量产50～100只假手，为更大规模量产做准备。
一批即将装配的假手手指。得益于深圳健全的产业链和量产团队在制造业多年的从业经验，这批假手不到一个月就下线了。（iPhone拍摄）
BrainRobotics假手由200多个、70多种零件组成，除了螺钉一类标准件，其他部件都要定制。
作为医疗辅具，假手产品还要符合《电动上肢假肢部件国家标准》中关于假手结构、外观、可靠性等方面的要求。可靠性上，《标准》要求电动上肢假肢的电池一次性充足电量后，连续开机12小时内，能连续开闭手指或者连续旋转腕关节或者连续屈肘1000次，并能保持正常工作；电动上肢假肢的部件能在-10℃～40℃、湿度为0～85％的环境下正常使用。
产品试量产线下后，5月22日，黄琦和同事带着一只最新的BrainRobotics假手来到上海精博假肢公司，在这里他们跟来自金华的测试员倪敏成共同测试，同时精博假肢的技师将为倪敏成定制假手接受腔。
BrainRobotics手掌具备了类似人手的仿生弧度，腕狭小的空间集成了位置、力量、姿态、加速度四类16个传感器，这些传感器能够模拟人手的感知能力，使假手不仅具有操作能力，还具有感知能力。
这款假手重量小于500克，最大握力60牛（可换算为6斤），采用连杆驱动。
目前世界上最主流的两大多指灵巧肌电假手，德国奥托博克（Otto Bock）旗下的Bebionic，质量在495～539克，最大握力为75牛；英国触摸仿生公司(Touch Bionics) 旗下的i-Limb，质量在450～615克，最大握力在136牛。奥托博克成立于1919年，英国触摸仿生公司成立于2005年，并在2016年被知名假肢巨头奥索（Össur）收购。
同样是连杆驱动，在重量和力量的平衡上，BrainRobotics已经跟这些上市多年的肌电假手不相上下。
在自由度和动作数量上，黄琦介绍，BrainRobotics具备6个自由度，可以实现23个动作，并提起8公斤重量。
自由度可以理解为手的运动，一个手指的弯和伸就是一个自由度，自由度越多，说明假手越灵活，一只正常的人手具有26个自由度。BrainRobotics在一个自由度的单行程运动速度为0.8秒，肌电信号与假肢动作之间的延时为300毫秒。
上述23个动作中包含了康复医学日常生活能力（ADL）评估中最常用的7个手势，分别为“圆柱握、圆球握、食指伸、侧边捏、两指捏、三指捏、虎克提”，它们占到了日常手势的86%。
Bebionic和i-Limb也各有千秋：Bebionic5个自由度，可实现14个动作模式；i-Limb有6个自由度并自带10几个手势，用户还可以通过i-Limb App自定义手势。
BrainRobotics将在价格上占据更大优势。“拿Bebionic来说，他们的假手在中国大陆的销售价格在30万到60万人民币之间，同样是每个手指都能单独控制运动的灵巧假手，我们的目标是控制在5万以内。”黄琦对钛媒体《在线》介绍。
上海精博假肢临床中心主任沈杰伟在为倪敏成打石膏棉，以获取残肢模型来制作接受腔。
接受腔是连接残肢和假手手掌必不可少的部件，对科技公司来说，接受腔是一个传统且陌生的领域，这个领域更感性，技师的水平和经验至关重要。
接受腔分为内腔和外腔：内腔直接穿戴在残肢上，内腔壁集成了用于读取肌电信号的电极；外腔套在内腔上，里面集成了电池、开关等零部件。
人的身体是有弹性的，受力后会变形，所以残肢皮肤能否跟电极很好地贴合以及如何贴合，是影响假肢使用舒适度和肌电信号读取准确率的重要因素。
有人尝试用3D打印来“颠覆”这古老的行业。“先3D扫描残肢，得到初始形状，再用生物力学判断不同部位的软硬厚薄，然后结构工程师开始手动修改模型。”黄琦对钛媒体《在线》介绍，这样打印一个接受腔往往动辄要花费一个月，结构工程师的人力成本比传统接受腔技师更高，“只有当扫描和修改模型的工艺自动化了，3D打印才具备可行性。”
英国有一家叫做Open Bionic的3D打印假肢公司，专门制作超级英雄主题假肢，颜色和外观设计均可定制，能够在大约 40 小时内完成 3D 打印并交付，起售价3000美元。
Open Bionic的接受腔和手掌都来自3D打印，但打印之前并没有3D扫描建模这一项，也没有石膏取模，它也就没考虑个性化适配，而为了控制价格采用成本较为低廉的打印材料和传动方案，Open Bionic牺牲了很多力学性能。
一只制作完毕的接受腔内腔，腔体上安装了8个电极，它们就是采集肌电信号的传感器。
目前已量产的主流肌电假手都只配备2个电极，即为两通道，一般贴在接受腔内一对屈肌和伸肌的位置来识别患者的动作意图。两通道假手能识别出4种动作：放松（Relax）、屈（Flex）、伸（Extension）、同时（Co Contraction）。
在两个电极的条件下，假手读取的肌电信息有限，想要实现更多动作，就要把动作进行分组，在不同组别之间来回切换。以Be-bionic为例，它可以实现14种抓握模式，这些模式被分为若干组，如果想要实现不在同一组的动作，用户可以通过假手上的按钮切换组别，或者通过相应肌肉动作来切换组别。
“也就是说，假手做出的动作，可能不是他所想象的动作，并不是残肢在做什么，假手就跟着做什么。”黄琦对钛媒体《在线》解释，在动作和患者肌肉意图之间没有对应关系时，患者也许很难把假手当作自己手的一部分，“更多是在当作机器来使用。”
“我们是世界上第一个做8电极的商用肌电假肢。”黄琦介绍，八电极比两电极获取的肌电信息更多也更精细，用户可以直接控制每一根手指，实现“大脑想什么动作，假手就执行什么动作”，而不需要像两电极假手一样，在肌电信号丰富度不够的情况下通过切换组别去实现更多动作。
为什么是8个电极，而不是9个或者7个？ 2011年，加拿大肌电领域权威学者Erik Scheme在一篇论文中提到经过统计绘出的“识别手指动作时电极数量和识别效果之间的曲线”，得出“8个电极效果较好”的结论。Erik Scheme的这一结论也成为肌电假肢领域最重要的技术参考之一，在哈工大机器人研究所读博时，黄琦所在室验室研制的就是8电极假手。
5月22日晚，上海，接受腔做好后，倪敏成戴上接受腔录入肌电信号，对假手性能进行测试，电脑屏幕上像心电图一样的8条曲线就是8个电极读取的肌电信号。
相比2个电极的主流选择，8电极直接提高了接受腔的制作成本，对算法的复杂度、泛化能力和算力也提出更高要求，“需要比2电极假手性能更高的芯片。”
最核心的是算法。BrainRobotics波士顿的算法工程师花了两年时间才写出了“世界上第一个集成到嵌入式系统内的深度学习肌电信号识别算法”。黄琦对钛媒体《在线》介绍，这套算法有“非常高的鲁棒性”，可以识别出残疾人患者每根手指的动作，且“新用户录入肌电信号训练完成1次后，就不需要再训练”。
测试过程中，倪敏成用假手抓起一瓶矿泉水，通过长期合作和测试，这对他来说已经轻而易举。
倪敏成今年39岁，10岁时被村民炸野猪的炸药误伤失去双手。他是一名退役运动员和专业健身教练，在浙江金华开了一家健身俱乐部，有着良好的身体素质。
2017年7月，倪敏成第一次试用BrainRobotics的原型机，凭借着对肌肉的记忆，刚上手没多久他就能灵活操控假手。“当时觉得特别神奇，我怎么想它就怎么动，手就像从我身上长出来的。”倪敏成对钛媒体《在线》回忆，失去双手20多年，那是他第一次感到“双手忽然又回来了。”
测试完毕，倪敏成从接受腔抽出前臂，皮肤和电极贴合的地方，留下了16个很深的印记。“出汗有点闷，戴久了还有点疼，还要再改进”，倪敏成说。
要提高肌电信号采集的精确度，除了核心算法的鲁棒性，还要保证接受腔内电极和皮肤的贴合性好，同时电极本身也要有良好的电化学稳定性，不易被腐蚀。
“我们会一直改进，直到找到一个最佳方案。”黄琦表示，市面上还没有一款同时兼顾舒适性、功能性和廉价性的肌电假手产品，这个兼顾，是他们想要达到的效果。
精博假肢公司，康复练习室一角的假腿。
据民政部数据，我国有8500万残疾人，肢体残疾人约有2400余万人。“装假肢的患者，要么是工伤赔付、要么是保险或车祸肇事方赔付，还有一部分是自费。”上海精博假肢临床中心主任沈杰伟对钛媒体《在线》介绍，一般人很难买得起动辄几十万的多自由度肌电假肢，这一领域，医保也尚未覆盖。
6月17日，杭州梦想小镇，双创周活动现场，黄琦向观众演示假手控制。
假手一次次引发参观者的围观，黄琦的工作要回答每个人提出的问题，还要演示如何通过肌电操控假手，并为一些想要亲自体验的观众提供协助。黄琦把这份有点“无聊”的工作当作锻炼，“可以锻炼自己更好地解释东西，更好地讲故事”。
Brainrobotics假手曾在2019 CES上引起不小轰动，还在央视、湖南卫视等媒体的科技类综艺节目频频亮相，今年7月13～14日，它还将出现在钛媒体T-EDGE科技生活节的现场。
②残运会退役运动员的“进化论”
双创周活动现场，倪敏成拿起毛笔准备写字（写字视频见文章开头）。
小时候，倪敏常常成跟爷爷学写毛笔字。“爷爷每年春节给村里乡亲写对联，我就在一边看着学。”倪敏成对钛媒体《在线》说，失去双手后，他只在中学短暂练过一段时间，就再也没拿起过毛笔。
2017年，当Brainrobotics创始人韩璧丞带着假手找到他，问他如果有一只手的话最想做什么，“写毛笔字”四个字从他嘴里脱口而出。
倪敏成在写毛笔字（动图）
结束白天的双创周活动，倪敏成在宾馆做学习笔记，他刚刚在线听完一个关于领导力的课程。
倪敏成从小喜欢运动，在职高就读时，由于出色的运动天赋，他被选拔进入了浙江省残疾人运动队，并在一度夺得全国残运会400米冠军。
2007年，由于年龄原因，27岁的倪敏离开了田径运动场。退役后他打过工，不过到2008年年初他又回到体育竞技场，加入了浙江省首支残疾人自行车队。经过两年训练，他在2010年的全国自行车锦标赛上斩获了场地团体竞速第一名的奖牌。
2011年8月，从车队退役的倪敏成接手了一个捷安特自行车专卖店，开始创业。离开了赛场，但他不想离开运动场，怀着对运动的热爱，倪敏成的自行车店一直开到2016年。
“2016年我去逛自行车展，发现市场冷了，就转手没做了。”倪敏成对钛媒体《在线》回忆，紧接着他萌生了学当健身教练、开健身房的想法，为了这个目标，他每天做三千个引体向上、一万个卷腹，自己练了不到一年，他觉得身体状态到了一定水平，就到了北京的健身教练学院学习当教练，2017年他又找到国家健美健身队学习，“学了一期，把每块肌肉都练了”。
那两年，除了学健身，倪敏成还认真学起了演讲。2018年，倪敏成在金华开了自己的健身工作室，过起了“教课、健身、看书”的日子。2019年6月，他把几十平的健身工作室变成了几百平的健身房。
上海，制作接受腔的间隙，倪敏成在看书。
从10岁失去双手，他不得不开始面对旁人异样的眼光和议论，这给了他巨大压力，让他厌恶读书、厌恶除了运动之外的所有环境，他不敢去人多热闹的地方，不敢在夏天穿短袖。
“从小到大那么多年，每天遇到的人，他们中很多人给我的那种负面暗示和冲击都压抑在我心里，让我变得很极端。”倪敏成对钛媒体《在线》说，创业开自行车店时，他因为“脾气古怪”常常留不住顾客，最后发展到跟店员的沟通都出现问题。
倪敏成的转变发生在2016年，他开始思考和阅读，也开始发现自己身上的问题。倪敏成觉察到，每个人对他的态度，投射出的实际是那个人自己的内心。
“比如遇到一些底层的人，他们对我说得最多就是‘好可惜、好可怜、没有手怎么生活’这样的话，如果在以前我会被他们说得心情越来越差，会真的觉得自己很可怜。”后来，倪敏成找到了“原因”，“那是因为他们对自己的生活束手无策，所以看我这样就认为我是弱者，很可怜。”
倪敏成说，生活中他还会遇到一些事业有成和受过良好教育的人，那些人更善于看到他身上优秀和积极的一面，给予他更多的是赞美：你很棒、你做了那么多好玩又了不起的事情。
“我是一面镜子，投射出我遇到的每个阶层的人。”倪敏成对钛媒体《在线》说，现在，异样的眼光偶然也会对他造成困扰，遇到一些在自己面前一直讲“你好可惜好可怜”这种话的人，他会郑重其事告诉对方自己是做什么的，自己的生活过得很好，“我会跟他们说，我实际上比你过得好很多。”
6月19日，结束了杭州双创周活动的倪敏成回到金华。
与Brainrobotics的合作，倪敏成“收获很多”，他收获最大的是在美国波士顿的3个月时间，在他看来，那段时间，他第一次体会到当一个“普通人”的感受。
“在国内总有人来问来关心一下我的生活，比如问我有没有需要照顾的、生活上有没有难处，但是在美国，完全没有人讲这个，更没有人问我身体的问题。”
那短暂的3个月体验，倪敏成每天跑步在住处、健身房、办公室之间来回，他发现不论是街头还是健身房，每个人都把他当一样的正常人看，“打招呼就只是打招呼，沟通很平等，没人用异样眼光盯着我看，也没有人认为我可怜要帮我。”
倪敏成说，看到住处附近随处可见的野生动物，他更体会到一个完全不同的社会环境里，人对生命的尊重，因为体会这份尊重，他才开始理解人和人之间沟通的尊重。
为什么中国的大街上看不到残疾人？倪敏成深有体会：一个残疾人出门要遇到的言语冲击是正常人无法体会的，“这就是中国残疾人的现状，他们不愿意出门，我想把自己的经历和想法告诉他们，让他们走出来，积极面对”。
6月20日，浙江金华，倪敏成在自己的“焰火健身”给一名会员上私教课。
这两年，倪敏成喜欢上了演讲，报名参加了演讲培训，还参加了不少读书会的分享。演讲对他健身房的知名度带来了影响，还给他个人“吸粉”不少。
听完他讲述自己的故事，观众和媒体都会给他贴上“励志哥”的标签。
“我向往活成一个普通人，融入社会环境中，成为大众中间的一员”，倪敏成对钛媒体《在线》说，他不喜欢被标签化，标签是一种把人区分开的东西，他也并不觉得自己励志，他认为自己只是做了自己想要做的事情，追求了一个普通人想要追求的东西。
倪敏成的女友是一名画家。6月19日，浙江金华，倪敏成来到在女友画室，外面下起雨，他帮女友把绿植拿到阳台上淋雨。
倪敏成说，从前在外面，如果遇到想要搭手帮自己的人，比如自己手里拎的东西太多或者钥匙打不开门，他会很要强地拒绝，后来他的想法改变了，遇到路人要帮他，他就会“马上让人家帮忙”。
他觉得自己应该让别人有献爱心的机会，因为一个做了好事的人会特别开心，“对我来说，没人帮忙，事情我都能做，遇到想帮忙的人，我不会随便拒绝。
倪敏成在健身房锻炼，只要锻炼起来，他就觉得充满了希望，浑身都有劲。
倪敏成是因为太喜欢健身才开的健身房：他觉得既让自己有地方练又能做生意赚钱，是一件两全其美的事情。他说自己的出发点里，并没有励志的色彩。
曾经有一名媒体记者在听闻倪敏成的故事后问他“你为什么这么坚强？”，这让倪敏成感到很无语。
“励志、坚强”这种标签将倪敏成跟普通人分开，“别人认为我励志，那是因为他们把残疾人和普通人分开看，其实普通人里比我厉害得多的有很多，因为我在残疾人这个群体，所以他们觉得我励志。”
倪敏成在锻炼。
倪敏成的下一个目标是在2019年年底做一场千人以上、2小时的演讲，他为演讲设计的主题是“希望”，里面包括情景剧在内的三个环节，他准备在演讲里呈现自己遇到的不同人群和自己的过往经历。
“我在努力发光，虽然光很微弱，但是我会努力带给更多人希望。”他对钛媒体《在线》说，演讲之前，他计划把身材再练得得震撼一点，还要讲满100场读书会，让自己学会更好的表达。
6月20日，浙江金华，倪敏成戴着BrainRobotics站在健身房，摆出造型给钛媒体《在线》拍摄肖像。
这只手是BrainRobotics团队赠送给倪敏成的，他带回了金华。
“有一次在央视录节目时，我对黄琦说，黄博士，很多残疾人将来会感谢你们做的这份事业。这句话是我发自内心说的。”对倪敏成的家人、亲戚和亲近的朋友来说，看到倪敏成戴着假手，他们的内心也会得到一些慰藉，“在他们眼里，我终于可以装上假肢了。”
倪敏成见证了BrainRobotics假肢的进化，他也在这个进化中慢慢变成自己想成为的“普通人”。
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