你会用机器人第三拇指做什么？

花点时间想象一下，如果著名迷幻摇滚吉他手吉米·亨德里克斯 (Jimi Hendrix) 有一根多余的手指，他可以创作出什么样的前所未闻的声音。以同样的方式，想想如果弗里达·卡罗 (Frida Kahlo) 和文森特·梵高 (Vincent Van Gogh) 等历史画家能在同一只手中握住油画颜料和画笔，他们能以多快的速度完成他们一生的作品。这些艺术家都受到生物解剖学限制，但未来的创造者可能不必再受此限制，这要归功于一种新型 3D 打印机器人可穿戴设备，它恰如其分地被称为“第三拇指”。拇指属于一个不断发展的技术领域，称为“可穿戴运动增强”，旨在增强用户的生物能力，以确保可及性和平等使用权。

第三拇指如何发挥作用？

第三拇指是由剑桥大学增强和假肢设计师 Dani Clode 发明的，它是一个 3D 打印的机器人拇指，由用户的脚趾控制。通过腕带佩戴后，机器人手指位于用户手掌的生物拇指对侧，类似于第六根细长的手指。用户通过按下每个大脚趾下方的一对传感器来操作拇指。右脚趾施加的压力会使第三拇指左右移动，而左脚趾施加的压力会使它上下移动。控制装置是无线的且成比例，因此脚趾移动越快，拇指移动也越快。减轻脚趾压力会使拇指回到原来的位置。

研究人员认为，这种机械拇指很快就能帮助失去肢体的人恢复活动能力和功能。但第三拇指的可能用途不仅限于帮助失去手指的用户。最终，研究人员认为它可以广泛增强生物功能，使佩戴者能够完成通常难以或无法用拇指和四根手指完成的任务。研究人员正在探索可穿戴电机自动化，其中包括科幻风格的外骨骼套装和复杂的机械肢体，他们相信这些工具最终可以提高生产力和安全性。

尽管“第三拇指”的初始设计可以追溯到 2017 年，但剑桥大学的研究人员本周在《科学机器人》杂志上发表的一篇论文中公布了该设备第一轮大规模人体测试的结果。研究人员将该设备的大号和小号版本带到了 2022 年皇家学会夏季科学展览会上，在五天内对 596 人进行了测试。实验参与者的年龄从 3 岁到 96 岁不等，性别、种族和惯用手也各不相同。在志愿者的帮助下，研究人员着手确定如此广泛的人群是否能够轻松理解和有效使用拇指。

绝大多数测试者认为 Third Thumb 易于使用

在测试中，研究人员强调了教会用户快速、直观地使用该设备的重要性。该论文的合著者之一露西·多达尔 (Lucy Dowdall) 表示，像 The Third Thumb 这样的可穿戴设备，以及伊隆·马斯克 (Elon Musk) 的 Neuralink 目前正在开发的更密集的脑机接口，如果想要获得关注，就必须“无缝集成”用户的运动和认知功能。

“我们对这项研究非常感兴趣，想看看人们最初掌握这项初始运动技能的情况如何，”道达尔说。“那么在最初使用时，他们真的能使用第三拇指吗？”

实验结果令人鼓舞。几乎所有 (98%) 的参与者都能够在佩戴第三拇指的第一分钟内成功操作物体。但简单地移动物体并熟练地做到这一点则完全是另一回事。为了测试后者，研究人员让参与者进行了两项单独的测试。首先，研究人员要求参与者使用他们的新手指抓住钉板上的钉子并在 60 秒内将它们放入篮子中。超过一半 (333) 的人完成了这项任务。接下来，要求测试人员使用拇指和其他手指尝试抓住各种泡沫物体，这些物体需要不同程度的灵活性才能抓住并将它们同样放入篮子中。这一次，246 名参与者完成了测试。

“我们对每个人的出色表现感到惊讶，尤其是在展览环境中，而且我们的参赛者年龄跨度也很广，”道达尔补充道。“每个人都能出色地完成任务。”

研究人员希望在设计过程的早期就灌输无障碍功能

研究人员指出，他们不仅因为能够使用拇指的参与者数量之多而感到鼓舞，还因为他们的人口结构多种多样。各个年龄段的用户都能够在一定程度上快速成功使用拇指。同样，研究人员表示，他们测量到的总体表现在性别之间或左撇子和右撇子之间没有明显差异。研究人员指出，这种跨越生物学差异的易用性至关重要，有助于防止某一群体或亚群体不成比例地从该技术中获益，获得不公平的优势。尽管对于仍处于起步阶段的生物肢体技术来说，这种担忧似乎为时过早，但研究人员的目标是尝试从头开始建立道德和公平考虑。

“考虑到每个人的体型差异，可穿戴技术的设计阶段必须尽可能具有包容性，”克洛德在一份声明中表示。“同样重要的是，这些设备要适合广泛的用户群体，并且功能齐全。”

最近的新技术充满了反例，这些反例并没有得到充分重视。从难以为有色人种正常使用的增强现实和自动语音检测系统，到优先考虑“普通”男性身体的汽车安全标准，技术中充斥着看似良性的设计疏忽，这可能导致未来对某些群体产生不平等的影响。研究人员希望尝试避免使用“第三拇指”复制这些结果。

剑桥大学教授塔玛·马金在一份声明中表示：“这些技术开辟了令人兴奋的新机遇，可以造福社会，但我们必须考虑如何平等地帮助所有人，特别是那些经常被排除在创新研究和开发之外的边缘群体。”“为了确保每个人都有机会参与并从这些令人兴奋的进步中受益，我们需要在研发过程的最早阶段明确整合和衡量包容性。”

尽管皇家学会夏季科学展览会上的测试对象主要局限于移动积木和泡沫，但研究人员已经展示了第三拇指更方便的潜力。在演示测试的视频和照片中，用户已经展示了拇指足够有力来挤压水果，但足够精确地用另一根手指捏线。在其他地方，可以看到研究人员一边打鸡蛋，一边把另一个鸡蛋安全地放在拇指上。另一张照片显示，一位画家用拇指拿着一杯墨水，同时用同一只手用抓握动作来操纵画笔。是的，拇指显然也可以用来弹吉他。

第三拇指的发明者克洛德承认，对于那些靠十根手指和两根拇指生活的人来说，学习如何使用这种设备似乎“相当奇怪”。话虽如此，最近的研究表明，外表是会骗人的。

“Thumb 真正令人兴奋的地方在于，它一开始看起来相当复杂，但实际上并非如此，”克洛德说。“人们可以在一分钟内快速轻松地使用它。它不需要多年的训练，甚至不需要几个月甚至几天。”