从生物智能到人工智能：如何再造缺失的人手？

        警用装备网讯： 　　人手在日常生活中起着不可或缺的重要作用。从大猩猩、黑猩猩和人的共同祖先到现代人，经过数百万年的演化，才有了人手今日这样灵巧、高效的功能。然而，在现实生活中，数以亿计的人正遭受着肢体活动和功能障碍的困扰，其中很大一部分是手部残疾。人手的缺失使患者的生活质量大幅降低甚至丧失生活自理能力，失去平等的就业机会，这将给个人和家庭带来灾难性的后果。

　　20世纪以来工程科学、医学和人工智能的飞速发展提供了一种潜在的可能性：我们是否能创造出一种由人类神经信号控制的人造手来复现人手的自然运动功能，从而替代缺失的完美自然手？

　　出于自然规律探索和工程与医疗应用的需要，美国政府专门启动了革命性假肢研究计划，它的宗旨是要研制与人体残肢自然融合的革命性假肢。与此同时，欧盟也启动了上肢神经康复机器人研究计划，它的宗旨是要赋予人-机系统非常自然的人机交互能力。在我国，国家基金委也把生物制造与仿生制造新原理、新方法列为共融机器人的重点资助方向。由此可见，代表神经科学、信息科学、人体运动机能学与电子工程学等多学科前沿之一的机器人假肢手(robotic prosthetic hand)研究正引起全球的关注。

如何利用机器人假肢手重建人手运动功能？(pexels/cottonbro studio)

　　最近，《国家科学评论》(National Science Review, NSR)在线发表了观点文章 “In pursuit of reconstructing missing human hands”（Xuan Gong, Bai-Yang Sun, Qi-Ning Wang, Cai-Hua Xiong*）。

　　文章认为，目前关于机器人假肢手的研究主要集中于应用层面，即，基于现有的科学规律认知，开发新的和利用现有的技术手段，对于如何使用神经信号控制假肢手、重现各种各样的人手运动这一科学问题进行工程实践和临床应用方面的研究。得益于相关领域人工智能和模式识别技术的快速发展，近年来假肢手在复现人手模式运动方面取得了重要进展。然而，不可忽视的是，尽管经过了近70年的发展，假肢手在人神经信号的控制下，仍局限于复现有限的功能运动，离重现人手自然运动能力的目标相距甚远。

再造人手科学实践的70年发展历程

　　文章在深入剖析当前研究现状的基础上，提出了一些建设性的观点。文章认为，人造手还不能和自然人手相媲美的根本原因在于对人手运动规律的认知还存在局限性。我们人类是否真正理解了人手卓越的运动和操作能力到底是怎么形成的？研制人造手的科学实践能否反过来帮助理解人手内在的运动智能和承载的运动规律？再造缺失的人手本质上是观察现象、认识规律、创新机械、验证原理等不断螺旋演进的过程。

　　国务院印发的《新一代人工智能发展规划》明确将机器人作为人工智能研究的重要载体，加强对人机共融机器人的探索研究大有可为。

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