疫情期间当阿宅，17 岁少年做出意念控制的机械手臂
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你还记得封城期间做了什么事吗？美国 17 岁高中生崔利用封城期间多出来的时间，用 3D 列印机和脑波图做出可用意念控制的低成本机械手臂，引起麻省理工学院关注。
打造意念控制的机械手臂
人们COVID-19疫情期间被迫待在家防疫，住在美国维吉尼亚州（Virginia）的17岁高中生崔（Benjamin Choi，音译）也关在家里，但可没一刻闲着。疫情期间，他凭自己的力量打造可用意念控制的机械手臂，成品完成性高且价格实惠，接受《史密森尼杂志》（Smithsonian magazine）采访和各家媒体报道。
17-year-old Benjamin Choi designed a 3D-printed prosthetic arm that can be controlled by the mind. https://t.co/RbTjmhm3qH
— My Modern Met (@mymodernmet) May 26, 2022
▲ 17岁高中生崔趁着疫情封城期间，在家靠3D列印机和所学机械工程知识，打造可用意念控制的机械手臂。
受纪录片启发
崔8岁时看到美国电视节目〈60分钟〉（60 Minutes）播的纪录片介绍崭新科技，研究人员在患者大脑运动皮质区植入微型感测器，使患者能藉意念控制移动机械手臂义肢。
崔立即被吸引，他觉得那科技很酷，就像电影《星际大战》（Star Wars）会出现的场景。
COVID-19搅局，开启研究契机
2020年COVID-19疫情打乱所有人生活节奏。崔原本计划暑假时到实验室研究铝空气电池；但计划比不上变化，实验室因疫情严峻被迫关闭。
突然间崔只能待在家，面对多出的时间，他决定利用手边有的材料，研究他一直很感兴趣的意念控制义肢。
从3D列印开始
崔借用姊姊75美元（约台币2,188元）的3D列印机，亲自设计机械手臂外型，准备列印出来。不过列印时他碰到第一个难题──这台3D列印机一次只能印12公分长的物体。不得已他只好改变做法，将手臂拆成好几块，全部印出来后，再用螺丝和线将各区块固定成形。
崔花了近30小时，才将3D列印的手臂组装完成。
脑波图原来可以这样用
做好机械手臂后，崔想到用脑波图（Electroencephalography，EEG）取代人脑植入微型感测器。
他利用脑波图侦测数据与头部姿势驱动机械手臂，如此一来，人们不需动复杂脑部手术，便可透过戴在耳朵和额头的脑波图仪器控制机械手臂动作。
▲ 崔发展出用脑波图数据与头部姿势控制机械手臂动作。
结合过去所学
崔参加过不少制作机器人竞赛，累积足够机械工程技术与写程式经验，知道怎么写机器人驱动程式。此外，他也曾在工程师论坛网站Stack Overflow自学Python和C++程式语言。
约6个月时间，崔的最终版设计是透过脑波图收集讯息，经蓝牙传到机械手臂晶片，再由晶片AI模型（A.I. model）运算后形成有意义的指令，再做动作。
崔打造AI模型运算，找到6位志愿者协助。每位志愿者戴上脑波图仪器，花约2小时收集手掌用力与放松时的脑波数据。
麻省理工学院愿意出钱出力
崔将研究成果上传YouTube后，得到宾夕法尼亚州（Pennsylvania）截肢者邓恩（Joseph Dunn）的建议与协助，同时崔也得到麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology）的指导与资金，帮助他取得更多专业材料与技术，继续研发意念控制的机械手臂。
专家给予大力肯定
约翰霍普金斯大学（Johns Hopkins University）生物医学工程师伟斯特（Brock Wester）对崔的成果感到惊艳。伟斯特指出，〈60分钟〉纪录片意念控制技术是由一大群人一起研究完成，但崔竟然只靠他自己就做出成品。
伟斯特：“他做出这个手臂义肢，且建构一套演算法，可以侦测神经讯号后转化成指令，我认为真的非常了不起。他应该继续研究这领域，我相信他能有更多重要贡献。”
伟斯特也补充，崔之后如果要将手臂义肢接上人体，还有很多工作要做。
疫情时小小研究，奠定未来志向
之后崔经过75次修正更新，将意念控制机械手臂改成工程级材料重制，并可承受最大4千公斤重量。不过最令人意外的是，崔的意念控制机械手臂只花了300美元（约台币8,693元），一般市面机械义肢通常造价可到上千美元。
崔未来会正式学习工程学，精进机械手臂设计并投入临床实验。他希望这次写出的演算法也能帮助轮椅族或失语者，成为有用的辅助工具。
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（本文由 地球图辑队 授权转载；首图来源：影片截图）
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