拥有第三只拇指并不难

剑桥的研究人员发现，公众可以很快学会使用一个可控的、假肢的第三只拇指来抓取和操作物体。他们在一系列不同的参与者中测试了他们的机器人设备，认为这是确保新技术包容性并适用于所有人的关键。

未来科技的一个新兴领域是运动增强——使用如外骨骼或额外的机器人身体部件等电动可穿戴设备来提升我们的运动能力，超越现有的生物限制。这类设备不仅能提升健康个体的生产力，还能为残障人士提供与环境互动的新方式。

剑桥大学医学研究委员会(MRC)认知与脑科学单位的Tamar Makin教授说：“科技正在改变我们对人类定义的认知，机器正日益成为我们日常生活，甚至是我们思想和身体的一部分。这些技术为社会带来了激动人心的新机会，但我们必须考虑如何让所有人，尤其是那些经常被排除在创新研究和开发之外的边缘化社区，都能受益。”

Dani Clode是Makin教授实验室中的一位合作者，她开发了一个名为“第三只拇指”的机器人拇指，旨在增加佩戴者的活动范围，增强他们的抓握能力并扩展手的承载能力。这使得用户能够完成一些单手可能难以完成的任务，或无需与他人协调即可完成复杂的多手任务。

“第三只拇指”佩戴在手掌的生物拇指对侧，由放置在每只大脚趾或脚下的压力传感器控制。右脚趾施加压力时，拇指会横跨手掌移动，而左脚趾的压力则会使拇指向手指方向移动。拇指的移动范围与施加的压力成正比，放松压力则会使拇指恢复到原位。

2022年，研究团队在年度皇家学会夏季科学展览会上测试了“第三只拇指”，所有年龄层的公众都能够在不同任务中使用该设备。研究结果今天在《科学机器人》上发表。

在五天的时间里，团队测试了596名参与者，年龄从3岁到96岁，背景各异。其中只有四人无法使用“第三只拇指”，要么是因为设备无法牢固地固定在他们的手上，要么是因为他们无法用脚控制设备(为展览特别开发的压力传感器不适用于体重很轻的儿童)。

参与者有一分钟的时间来熟悉设备，期间团队会解释如何完成两项任务之一。第一项任务是用“第三只拇指”单独从插板上一个个地捡起钉子，放入篮子中，要求在60秒内尽可能多地移动钉子。333名参与者完成了这项任务。第二项任务是用“第三只拇指”和自己的生物手一起操作和移动五到六个不同形状的泡沫物体，这些物体需要不同的操作方式，增加了任务的灵活性，要求在60秒内尽可能多地将物体放入篮子中。246名参与者完成了这项任务。

几乎所有人都能立即使用设备。98%的参与者在使用的第一分钟内成功地用“第三只拇指”操作物体，只有13名参与者无法完成任务。参与者的能力水平各异，但在性别之间没有表现差异，也没有因为拇指总是佩戴在右手而改变表现。没有确凿证据表明那些被认为“手巧”的人——例如学乐器或从事需要手工灵巧工作的职业者——在任务中表现得更好。

尽管老年人和年轻人在使用新技术时表现相似，但进一步的研究发现，在老年人群体中，随着年龄的增长，表现有所下降。研究人员认为，这可能是由于与年龄相关的感觉运动和认知能力的下降，也可能反映了不同世代对技术的接受程度。

年轻儿童的表现总体较差。13名未能完成任务的参与者中有6人年龄在10岁以下，而那些完成了任务的最年轻的孩子相较于年长的儿童表现更差。但即便是12到16岁的较大儿童也比年轻成人更难应对任务。

Dani Clode说：“增强技术在设计时需要考虑与技术建立新关系，创造出不仅仅是工具，而是身体延伸的设备。鉴于人体的多样性，在可穿戴技术的设计阶段，包容性是至关重要的。确保这些设备对广泛的用户群体既可接触又功能齐全同样重要。此外，这些设备应当易于学习和快速使用。”

来自MRC认知与脑科学单位的共同作者Lucy Dowdall补充道：“如果运动增强技术——甚至更广泛的人机交互——要取得成功，它们需要与用户的运动和认知能力无缝整合。我们需要考虑不同的年龄、性别、体重、生活方式、残障情况，以及人们的文化、经济背景，甚至对技术的喜好与否。对大量多样化群体进行物理测试对于实现这一目标至关重要。”
当科技不具包容性

缺乏包容性设计考虑的技术失败例子数不胜数：

* 自动语音识别系统在将口语转换为文本时，白人的语音识别效果优于黑人。
* 某些增强现实技术对肤色较深的用户效果较差。
* 汽车座椅和安全带主要是根据“平均”男性体型假人进行碰撞测试设计的，因此女性在车祸中面临更高的健康风险。
* 为右手主导使用或握持设计的危险电动和工业工具，在左撇子使用非主导手操作时发生了更多事故。

通过这些例子可以看出，技术在开发阶段必须考虑包容性设计，确保所有人都能安全、有效地使用这些新技术。

本文译自 University of Cambridge，由 BALI 编辑发布。