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Third thumb 多一指 少一事？劍橋大學公布人體增強裝置「第三拇指」

2024-07-02 (星期二)

你想過為何人類的手指是「4 + 1」（4 根手指加上大拇指）的組合嗎？ 

網上大部分解釋認為這是人類長期演化過程的結果。這種「對掌」（opposable thumb）設計，使人類能進行精細的抓握和操作，對製作工具、書寫和其他複雜任務至關重要，且大拇指提供我們額外的支撐和力量。那如果多一根大拇指，會不會讓我們更方便、更靈活呢？

The "Third Thumb" is a 3D-printed thumb extension for your hand, controlled by your toes. The project explores the relationship between our bodies and augmentative and prosthetic technology.

 

 

 

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地球圖輯隊轉載 VIVE 後浪潮網頁文章報導，以義肢設計師 Dani Clode 為首的英國劍橋大學科學團隊最近公布了一項 3D 列印機器人體配件：「第三拇指」（Third Thumb），在人體增強及腦神經科學領域獲得進展，或許將打破我們身體長久以來的習慣「用法」。

圖中可見，手腕上戴上 Bluetooth 和 Motor，用於無線連接和數據傳輸，以及控制「第三拇指」的動作；而另一 Bluetooth 裝置（在右腳靴上）則用於傳輸裝置在鞋底的 Pressure sensor（壓力感應器）指令。(Photo from Dani Clode Design / The Plasticity Lab)

人機合一只需一分鐘　 

其實，這個專案在 2020 年便公布了，且一開始是由倫敦大學學院（​​University College London）負責開發的，新的劍橋大學研究團隊則是在科學期刊「Science Robotics」發表了大規模的試驗結果：596 名年齡介乎 3 至 96 歲、背景各異的參與者，幾乎都在一分鐘內學會了如何使用這個人體新配件。 

「第三拇指」是如何運作的呢？首先把它裝在你本來大拇指的對側，再由壓力感應器控制，感應器則放置在大腳趾下。用腳趾來控制大拇指，聽起來有點怪，但參與者確實透過這裝置設計執行了許多對單手來說具挑戰性或不可能的任務，例如打開瓶子、剝香蕉或握住多個玻璃杯等。

研究團隊也找來 6 名鋼琴家與 6 名不會彈鋼琴的測試者，發現無論演奏能力為何，都能很快適應，並學會控制「第三拇指」，証明這類擴充人類功能的增強型設備，也能用在個人不擅長的事情上。圖為戴上「第三拇指」後，單手就能穿針引線。（Photo from Dani Clode Design / The Plasticity Lab)

但研究團隊也知道，僅僅能移動物體和熟練地進行是完全不同的事情。為了測試後者，研究人員對患者進行了兩項單獨的測試：首先，研究人員要求參與者使用「第三拇指」在 60 秒內抓住釘板上的釘子並將其放入籃子中，結果超過一半人（333）完成了任務。

接下來，測試人員被要求用「第三拇指」和其他手指一起嘗試抓住各種需要不同靈巧程度的泡棉物體，並將它們放入籃子中。最後，有 246 位參與者完成了測試。 

參與者回饋在經歷配戴「第三拇指」的訓練後，他們確實感覺到這個機器拇指能成為自己身體的一部分。這便牽連出一個腦科學家好奇的問題：多了一根手指，對我們的腦部活動有何影響？

機器影響了我們的思考乃至身體，多了一只手指，會不會擴闊人類的活動能力和想像力？(Photo from Dani Clode Design / The Plasticity Lab)

大腦會感知到多一根手指嗎？ 

研究團隊利用「功能性磁共振成像技術」（fMRI），觀察並分析參與者大腦感覺運動皮層的變化，研究發現，使用「第三拇指」會讓大腦中不同手指的神經活動變得相似，手指之間的區別度減少。換句話說，大腦為了適應變化，將某些部位的神經表徵擴大或重疊，對不同手指的辨識度降低了。

讓人好奇的是，這是不是代表當取下「第三拇指」後，大腦會覺得「少了一根手指」呢？研究團隊指出這樣的腦部變化是短暫的，也不會影響手指正常活動，大腦很快便又適應手指是「4 + 1」的組合。

研究團隊最後指出，「第三拇指」很適合失去一隻手臂，需要單手執行複雜任務的人。團隊表示，「第三拇指」旨在幫助擴大人手的能力以提高人類生產力，從攜帶多個飲料杯、遊戲洗牌到進行手術等。更希望透過進一步的測試，以重新定義人類的能力。