科技的进步是为了更好的为人类服务，特别是在医疗上的应用。本文分三部分介绍了如何使用科技增强人体最终达到改造人体的目的。今日推送本文的第一部分：解读人体。

医学界一直在寻找了解“人体操作系统”的办法。现在，当我们有了生物计量传感器（Biometric Sensors）和大数据分析技术后，一些医学意义上的“人体改造”行为的可行性已大大提高了。

佩戴一个健康跟踪器能让你得到大量与身体健康有关的数据。这种方法是进行大量科学实验的起点。科学家们正在着手解决一个重大问题：能否利用相关数据把人变得更强壮，更健康，抑或是更开心？

本文对与此有关的科研成果进行了梳理：第一部分是解读人体，介绍科技硬件设施是如何收集人的生理数据的；第二部分是分析人体，介绍如何把收集到人的生理数据储存到云数据库里，然后做数据分析；第三部分是改造人体，是对未来基于人体运行的大数据及其相关技术进行医学意义上的“人体改造”的展望。

第一部分：解读人体

1. 能够取代生物传感器的生物印章 

伊利诺斯大学的罗杰斯（John Rogers）和他的研究团队研发了一种如同皮肤一样的电路。其具有无线充电功能，并可被佩戴到身体的任何部位。换言之，它可以取代那些需要植入我们身体的生物传感器。它被称为生物印章（Biostamp）。

罗杰斯是伊利诺斯大学的材料科学教授。他相信总有一天我们每个人身体内都会有一个生物印意，其能感知我们的身体状况并将相关信息传到我们的手机上。

生物印章有不同种类，每种具有不同功能，但有两点是各种生物印章都具备的，一是能像皮肤一样伸展——其实是可延展的电路，二是具有无线充电功能。

目前，罗杰斯的研究团队已研发了好几种生物印章，有些已在美国和欧洲被用于临床试验，还有些即将被用于临床试验。有人预计生物印章的商用时间应该是2015年底。

不只罗杰斯的研究团队在研究像皮肤一样的电子产品，染谷隆夫带领的一个东京大学的团队也在研究由有机半导体和碳纳米管组成的电子皮肤。另外，美国斯坦福大学的鲍哲南在研发一种由有机半导体制成的电子薄膜。这种薄膜像皮肤一样敏感，能够被用于制造机器人的手臂。加利福尼亚大学的研究员则在研发一种墨水，有了它科学家就能够把某些传感器直接涂抹在皮肤上。

如今，罗杰斯的研发团队正在对能够检测体温、紫外线照射强度、脉搏和血氧水平的生物印章做评测，同时还在着手研发能够检测血压情况、排汗水平、脑电图和心电图信息的生物印章。罗杰斯研发的这些产品都将被用于医疗领域，而非商业性的可穿戴设备领域。

展望未来，罗杰斯希望到2025年时发达国家的孩子能够在刚出生时就被打上几个生物印章，其母亲也同样。孩子和母亲们将因此得到更精心的照料。当然，病人和其他各种人也能使用生物印章，以随时监测自己身体的情况。 

2. 人工胰腺：传感器+促动器+算法能够自动调控血糖 

经过半个世纪的努力，人类在人工胰腺的研发上取得了成功。原理是：把内置的一个血糖感应器连接电脑，可以检测血糖指数，然后根据血糖指数用一根输液管为糖尿病患者注入胰岛素，以减缓他们的痛苦。

研究人员将传感器、促动器(actuator)、相关算法和胰岛素结合在一起，进行了一系列的优化、改善，研制出了人工胰腺。该产品已被用于佛吉尼亚大学的一例临床试验，相当成功。

试验的对象是一位3岁就患上糖尿病的年轻人。在移植了人工胰腺后他已可以像常人一样生活。他胳膊上的传感器可以帮助他随时获取自己的血糖数据。他吃什么和注入多少胰岛素取决于这些血糖数据（有些步骤要手动操作）。

现在的人工胰腺还不是全自动的，但较10年前已有重大进步。可以预计，科技的进步会让人工胰腺越来越完美。 

3. 各种可穿戴设备，用于生理指标监控 

生理指标计量产品正在改变顶级运动员的训练方式。这些可穿戴的传感器有助于他们提高成绩，并防止他们受伤。

下面是几款成熟的生理指标计量产品：

Readiband电子腕带

作用：对睡眠时间和睡眠质量进行监测，并通过在线工具预测运动员的疲劳度。

工作原理：内置的加速仪可以感知佩戴者手腕的细微活动，并由此判断出他是否已进入深度睡眠状态。其后，利用美国军方研发的SAFTE模式（一个监测睡眠、运动、疲劳、工作和效率的模式）即可预测佩戴者是否处于疲劳状态。

Motus Sleeve袖套

作用：一个带有传感器且能够跟踪运动员投掷动作的压力袖套，能够防止棒球投手韧带受伤。

工作原理：通过加速仪和回转仪跟踪运动员手臂的运动轨迹，然后把数据传到智能手机上，同时还能测量运动员投掷时的手臂速度、肩膀旋转度、肘部的高度等指标。

Myontec健身裤

作用：带感应器的压缩短裤能够测量运动员腿部肌肉的协调性，避免他们抽筋和腿部肌肉拉伤。

工作原理：短裤内置加速器，可以对运动员的股部与大腿的肌肉活动指标进行测量，形成肌电图（EMG），再结合心跳数据，即可帮助运动员提高运动技能。

上述只是众多生物计量产品中的3种，其他类似的产品还有许多，有些已经量产，有些尚在研发中。这些产品的面世不仅能对运动员的训练方式产生影响，也能对常人的生活方式产生影响。 

4. 便携式科学分析仪：诊断病情 

我们都看过《星际迷航》，其内的便携式科学分析仪（tricorder）让人惊讶不已，它不仅能够进行空间传送，还能对人的身体进行扫描，并给出治疗方案。不久前，Xprize举办了一场有奖大赛，比赛的内容是研发一款医学分析仪。参赛者研发的产品的功能虽然无须像《星际迷航》里的同类产品那么强大，但也得让人印象深刻，至少得能够诊断贫血症、糖尿病等13种疾病，同时还得能够对人的一些重要的生理指标进行监测，例如体温、血压、心跳。而且，Xprize所要的监测不是一时的监测，而是持续性的监测，即在几天里不同的时段都进行监测。

应该说，满足上述Xprize要求的技术都已存在，对参赛者的挑战主要来自如何把这些技术糅合在一个系统里。虽然便携式科学分析仪是电影里的产品，但这并不妨碍我们让它走进现实。人类的就医状况会因此得到极大改善，对自身健康状况的监测能力也会变得更强——当然，研发便携式科学分析仪的最终目的并不是让人不去医院看病。

从以上的描述可知，人类正走在探索人体密码的道路上。随着科学技术的进步、科技设施的完善，我们相信人类对自己身体的研究会越来越深入。相关的研究数据会是一个巨大的宝藏，因为大数据技术已经成熟了，利用大数据技术进行数据分析、数据挖掘即可产生新的知识、新的技能，医疗水平会由此获得提高。

                                           —— 作者/李亚洲《大数据与智能化》杂志、思想坦克新媒体