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中国股市一年仅上缴的证券交易印花税,便能养活中国的350万海陆空三军,还绰绰有余

 
 
 

日志

 
 

【引用】人体仿生学十大技术(转载)  

2011-01-08 03:35:52|  分类: 科学探索 |  标签: |举报 |字号 订阅

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原文地址:人体仿生学十大技术(转载)    原文作者:行者無疆
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以下原文转载自译言 - 编辑荐读

原作者:Maggie Koerth-Baker
原文链接:Bionic Humans: Top 10 Technologies
译者:cranewang | 推荐人:管策

科学家们距离创造一个仿生学的人的目标已经越来越近了。今天,我们能够替换和恢复的人体器官和功能越来越多。从为盲人恢复视力,到创造比人的味蕾更精确的舌头,各位,我们的技术都能做到。

10. 大脑部件可替换

Credit: dreamstime.com
图片来源:dreamstime.com

现在替换大脑的某一部分可不像更换腿脚那样容易,但在未来可能就会这么简单。南加州大学(University of Southern California)的西奥多 伯格(Theodore Berger)教授制造了一个电脑芯片,可以替换大脑里负责控制短时记忆和空间知觉的海马体。海马体经常会因为老年痴呆症和中风而损伤,而通过植入人造的海马体,就可以帮助这些患者维持正常的人体机能。伯格教授的这种人造的海马体当前正在测试中,但他期待能看到更多进展。2005年他还写过一本书,名叫《走近大脑部件替换术》(Toward Replacement Parts for the Brain)。

9. 老男人长出新阴茎


图片来源:stock.xchng.

勃起功能障碍能让一个男人失去生活的乐趣,然而维克森林大学(Wake Forest University)的安东尼 阿塔拉(Anthony Atala)和他领导的团队想出的新办法能帮助老男人获得第二春。2006年,阿塔拉成功地在摘除了海绵体的雄兔身上增殖出了新的海绵体,阴茎的勃起需要海绵体充血。新增殖的组织是从兔子自身的细胞中生长出来的,仅仅一个月之后,兔子们就又能做它们爱做的事了。

8. 人造细胞


图片来源: Todd McDevitt, Georgia Tech.

有时我们可能需要把药物准确地送到某个身体部位,口服药物和注射可能都不能达到这个目的。宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)的生物工程学教授丹尼尔 哈默(Daniel Hammer)给我们提供了一个更好的方法:聚合物制造的人造细胞,它可以模仿人体白细胞在人体内轻松地运动。这些叫做“c”的人造细胞可以携带药物直接抵达所需的部位,这样就可以更轻松、更安全地治疗一些疾病,包括癌症。

7. 可穿戴的肾脏


图片来源:3Dscience.com

对肾脏功能不良者而言,要想满足一些最基本的生命需求,如滤除血液中的毒素、维持体液水平平衡等,都需要将身体连在像干衣机一样大的透析机上几个小时才能保障。一种可以固定在腰带上的新型可携带人工肾脏体积小、重量轻,能够改变这种状况。由加州大学洛杉矶分校(UCLA)的马丁`罗伯茨(Martin Roberts)和戴维`B`N`李(David B. N. Lee)共同设计的这种自动可穿戴人工肾脏(AWAK),个头虽小,但比传统的透析机更好用,它可以像真正的肾脏一样每周7天,每天24小时地连续运转。

6. 智能膝盖


图片来源:Ossur

你大概不会觉得膝盖这个部位应该自己思考。但MIT人工智能研究者休`艾尔(Hugh Herr)和阿里`威肯费尔德(Ari Wilkenfeld)开发的人工膝盖RHEO的确有自己的“头脑”。早期的电子膝盖系统在患者首次佩戴前需要由技术人员编程才能使用,而RHEO膝盖通过学习用户行走的方式、利用传感器感知行走的是何种路面,可以自主地做出真实、舒适的运动。有了这个系统,使用假肢行走会更加舒适,更不易疲劳。

5. 新肢体

被截肢的患者现在可以完全像使用真的肢体一样使用人造手臂,这也是靠思想的力量做到的。芝加哥康复研究所(Rehabilitation Institute of Chicago)的陶德`奎肯(Todd Kuiken)博士开发的“仿生学手臂”可以通过手臂中原有的健康的运动神经于大脑相连。神经将被重新引至另一个身体部位,如胸部,接着电极会把神经冲动传导到仿生学手臂上。患者打算运动自己的手时,原来神经会将信号传导至真正的手,此时会传导至这只假肢。现在奎肯博士的团队正在努力改进仿生学手臂,使用残留的感觉神经将温度、震动和压力等感觉从仿生学手臂传导回患者的大脑。

4. 人工味觉


图片来源:stock.xchng

德州大学奥斯汀分校(University of Texas at Austin)的计算机和电气工程教授迪恩`尼科克(Dean Neikirk)认为,舌头是一个很强大的工具,但有时也未免太过主观。食品公司如果需要保证每次都创造出同样的味道,就需要使用电子舌头。尼科克教授和他领导的团队开发的这种设备可以分析液体,了解其准确的化学成分。尼科克设计的舌头使用的是“微滴”,这种微小的传感器可以在暴露于特定目标,如某种糖分时变色。这种系统并不能替代人们主观地评价“味道不错”,但能确保准确地复制味道不错的化学成分。

3. 可携带的胰脏


图片来源:stock.xchange

人造胰脏可以监测人体血糖水平,调整胰岛素水平满足身体的需求,这种人造胰脏在未来几年内很快就能面世。青少年糖尿病研究基金会(Juvenile Diabetes Research Foundation)战略研究项目的负责人亚伦`克瓦斯基(Aaron Kowalski)称人造胰脏结合了两项现有的技术,一是胰岛素泵,二是血糖的连续检测。这种新仪器可以帮助依赖注射胰岛素生存的糖尿病患者,避免因为血糖太低或太高而导致毁容或危及生命,过上更正常的生活。

2. 能重新生长的骨头


图片来源:UCLA

从1960年代开始,研究人员就已经知道某些蛋白质可以促进骨组织自行生长,弥补缺失或损伤的部位。不过这种技术一直都不能完善地运行,经常会生长出错误的组织,或在本不应有骨头的部位生长出新骨头。2005年,UCLA的研究人员专门设计了一种仅用于激发特定细胞生长的蛋白质,从而解决了上述问题。这种称为UCB-1的蛋白质现在被用于融合、固定脊椎和颈椎的节段,为某些患者舒缓严重的后背疼痛。

1. 仿生学眼睛


图片来源:D.H. Hube

对盲人而言,有光感,能对运动和形状有最基本的感知,就能给其生活带来很大的便利。当前的技术有正在美国药监局(FDA)测试的Argus II视网膜假体和哈佛大学研究员约翰`皮萨里斯博士(John Pezaris)正在开发的系统,它可以通过摄像头记录基本的视觉信息,经过处理后将电子信号无线传送到植入的电极。Argus II将电极植入眼内,为视网膜功能缺损的患者提供帮助。皮萨里斯博士开发的系统仍在初步研究阶段,它完全绕开眼睛,直接将视觉信号传递到大脑中。这两种系统在曾经有过视觉的人身上能更好地工作,因为他们的大脑已经知道如何处理视觉信息,皮萨里斯解释道:“大脑的视觉功能需要有视觉体验才能正常发育。”

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人体仿生学十大技术(转载) - 行者無疆 - 行者無疆博

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