i-Refill | 关于残奥会中你不知道的前沿科技

#i-Refill

欢迎来到i-Refill！汲取社会要闻、市场趋势、创业故事，为周中的自己充电。

👉🏼首期回顾：i-Refill | 一些被稳准狠解决的痛点

没有火爆热搜，没有很高的话题讨论度，残奥会又一次“静悄悄”地开始了。

昨天（8月24日），2020东京残奥会正式开幕，来自160个国家的4400名运动员将参加22个大项、539个小项的角逐。中国代表团由437人组成，其中运动员有251名，是中国体育代表团在境外残奥会中参加大项最多的一届。

残奥会中，除运动员外，科技已成为必不可少的组成部分，从1948年的首届残奥会至今，科技在残奥会上的发展从未止步。

在轮椅上贴地飞行是什么体验？残疾人运动员是否可以跑的比健全人更快？我们是否可以给导盲犬放个长假？

继续下滑，了解残奥会中的科技亮点，也期待你参与文末的讨论！

全文共2792字

阅读时间约3min

#1  贴地飞行的轮椅竞速

坐在轮椅上可以跑多快？答案是36公里/小时。

作为残奥会的传统亮点项目，轮椅竞速比赛的运动员们将轮椅骑出百米飞人的速度。比赛过程中，为减少空气阻力，他们的头、胸、腰、臀几乎与地面平行，人和竞速轮椅融为一体，如同贴地飞行。

轮椅竞速比赛 ©国际残奥轮椅竞速委员会

1980年，男子800m世界纪录是1′41″73，截至2021年7月23日的世界记录是1′41″11；1980年轮椅竞速世界纪录是1′55″67，到今天则成为1′32″17。

轮椅竞速选手在同距离上实现对健全跑步选手的超越，离不开轮椅技术的进步。

对于竞速选手而言，轮椅是他们身体的延伸。高性能竞速轮椅有三个轮子，外形类似于F1赛车，长度在170-185cm左右；两个后轮有12°倾斜以帮助运动员获得更强的推进力；竞速轮椅兼顾轻质碳纤维材料和空气动力学结构，重量只有8-10kg左右，还加入了被称为“补偿器”（compensator）的转向装置，使得弯道性能也得到显著提高。

BMW US设计的竞速轮椅 ©Wired

此外，为运动员提供额外踏板动力、用来驱动轮椅时佩戴的手套也很重要。目前技术已经可以达到通过3D扫描运动员的双手，之后用轻质耐用材料按需进行3D定制打印。打印完成后，运动员将橡胶粘在手套上，以在车轮推环上牵引。

Designworks Los Angeles Studio研发的3D手套  ©Cooper Hewitt Collection

#2  用“猎豹”制造“刀锋战士”

还记得“刀锋战士”奥斯卡·皮斯托瑞斯吗？他佩戴“运动刀片”全力奔跑的画面刷新了世界对于残疾短跑的认知，也让我们第一次意识到，原来假肢也可以如此炫酷灵活。

奥斯卡比赛画面 ©Google

而在此之前，假肢设计领域存在一个长久的误区——假肢必须和原有肢体同等重量才可使用。因此，传统假肢的造型大都模拟人类肢体，采用僵硬笨重的材料，非常不利于使用者行走。

1984年，菲利普（Van Philips）对笨重的传统假肢进行了革新，从奔跑的印度豹和一把自己收藏的中国刀获取了灵感，设计研发了新一代假肢flex-foot，其亮点为【碳纤维材料+J型设计】组合：

flex foot选择用碳纤维制作。碳纤维自重轻、坚固又具有柔韧性，可以做成比头发丝还细薄的材质，还能储存并返还更多能量。

J形设计则解决了传统假肢无法攻克的难题。正常人走路时候脚踝先承受身体重心前移的压力，吸收能量进行缓冲，之后再转化成对身体的回弹力，而传统假肢无法还原这点。J形设计的弧度能让运动员着地时最大限度地吸收、缓冲能量，在离地时完美释放。

【碳纤维材料+J字型】已成为新一代假肢的经典配置，也掀起了假肢科技的一系列技术创新。

创新从“刀锋战士”的标志性黑色刀片式假肢“飞毛腿猎豹（Flex-foot Cheetah）”开始。这副运动假肢由冰岛知名残障人器械公司奥索（Össur）研制。它由50~80层碳纤维构成，重量只有500克，造价1.5万英镑。而不可否认的是，“猎豹”只适合奔跑，不适合走路。 

Flex-Foot Cheetah ©Ossur.com

之后，科学家又研发出Soleus脚板，供运动员们日常走路、训练时使用。与Cheetah相比，Soleus解决了假肢使用者走路时脚板“撞墙”一样僵硬的问题。其中添加的含碳的3D材料可以提供更好的回弹力，每个脚板都被装上了5个弹力装置，分别位于脚后跟两侧、中部和足尖，由足弓弹类似肌腱材料制作的弹力装置连接在一起，可适应不平整路面。

而无论是Cheetah还是Soleus，都只能应用在极有限的运动场景，而正常人只需要一双腿就可以完成跑步、登山、游泳等各种运动。目前最有希望解决所有这些问题的是一项正在发生的技术革命：能联通人体神经系统的智能假肢。

通过手术，将假肢控制神经与截肢患者原有的神经联通；此外，甚至可对触觉信息进行解码，这意味着未来当一个人戴着假肢赤脚走上沙滩，他会感觉到“这是沙子”并做出相应的反应（小编OS：好神奇！）。 

Soleus脚板

iWalk BioM智能假肢

#3 也许导盲犬可以放假了？

你是否好奇，为什么视障运动员在已经拥有视力障碍的情况下，还要在某些项目戴上眼罩进行比赛？

答案是，各大项目都会对运动员的身体进行医学分级。在田径项目中，由于并非所有视障运动员都失去光感，残奥会要求所有T11级运动员都要佩戴不透明的眼镜或眼罩进行比赛，以确保比赛的公平性。

目前，为视障田径运动员设计的专业眼镜可满足以下要求：

• 减少由于睫毛和双眼摩擦而导致的分心

• 当跳远运动员在沙坑中落地时，防止沙子溅入眼镜

• 对每位运动员的头型进行3D扫描，制作完美贴合的定制化眼镜

• 视障专用眼镜不一定必须“笨重”，它也可以拥有时尚酷炫的外形

Nike为视障运动员设计的Lex Specs运动眼镜 ©SolidSmack

在昨天的残奥会开幕式中，视障及盲人运动员在导盲犬的带领下入场。长久以来，导盲犬成为了视障人群贴心的第二双眼睛，但视障人群的很多日常需求仍无法得到满足。

导盲犬带领视障运动员入场 ©人民日报

导盲犬价格昂贵、数量紧缺、部分公众场所对于导盲犬的接受程度不高；盲杖无法提前预知障碍物，无法降低视障者的受伤风险；盲道的设计也不尽完美，无法“帮盲”......越来越多的研究人员希望通过可穿戴式导盲设备解决视障人群的难题。

IDG资本被投伙伴商汤科技通过计算机视觉技术设计了一款可穿戴式导盲设备。通过眼镜上的ToF和RGB摄像头，在视障者行走的过程中捕捉图像数据、深度数据与方位信息，以此来识别电线杆、行人、车辆、台阶以及盲道、人行横道、红绿灯等十余种障碍物和标志物。

识别到视频信号后，眼镜将其传输到Wifi连接的手机端App，再由算法根据距离、位置、物体属性等信息进行过滤与危险性评估，向视障者进行实时语音播报。未来，智能避障眼镜还可结合地图导航、公共交通设施识别技术，为视障者打开新“视”界。

可穿戴式导盲设备实时画面 ©商汤科技

我们为什么需要残奥会？

残奥会（Paralympic）是希腊语前置介词“Para”与"Olympic"的结合，“Para”表示"在旁、平行"——残奥会并非奥运会的特殊衍生品，二者是相互平等、平行存在的体育盛会。
体育是改变人们观念的绝佳工具。一方面，残奥会会加深人们对残障人士同样应该拥有平等参与体育运动权利的认知；另一方面，奥运级别的体育赛事可以有效唤醒人们对残障人士的关注，快速推进各类无障碍设施和技术的持续普及和使用。
当残疾人运动员选择不断克服难以想象的困难、在日常训练中付出更多的汗水后踏上赛场，奥林匹克精神在他们身上淋漓尽致的呈现。而当残奥会结束后，我们更希望看到的，是视障者可以自行戴着导盲眼镜出门逛街；肢体缺陷者戴着假肢在下班路上轻松散步；智力缺陷者可以无障碍地出现在超市购物......
科技，无疑是让这一时刻早日到来的强力助推器。希望更多在残奥会中发光发热的科技可以更广泛地运用到日常生活中，不断为残疾人群体带来便捷和温暖。

眼下，全球残疾人约为12亿，占全球人口的15%。此次残奥会开幕前夕，国际残奥委会联合国际残疾人理事会、联合国人权组织等近20个国际性公益组织共同发起#WeThe15 运动，呼吁人们加大对他们的关注、尊重、理解与包容。以上为#WeThe15宣传片 ©国际残联

文章内容参考以下资料：

1. 奥林匹克官网 | 关于残奥会的100个小知识https://olympics.com/tokyo-2020/zh/paralympics/news/100-things-to-know-about-the-paralympic-games2. 中青在线 | 残奥会上的科技大爆炸http://zqb.cyol.com/html/2016-09/14/nw.D110000zgqnb_20160914_1-11.htm3. 国家辅具研究中心 | 我国轮椅发展的现状及建议http://kffj.mca.gov.cn/article/fjzx/202012/20201200030926.shtml4. 文秘帮 | 制造刀锋战士https://www.wenmi.com/article/pxm66n01nthc.html

 也许你会喜欢