为糖尿病足定制鞋垫
认识魏老师第二年，他开始“狡兔三窟”，几个小时不见就移动到几公里开外的另一个实验室里。步态实验室是最先开拓的战场，在这片战场上，他有着格外庞大的期望：“美国某些鞋子品牌，给明星定制鞋;如果有一种更简单的方式能测出人足底的状况，判断他的脚需要什么样的鞋底来支撑，再把这种设备放在卖鞋的门店，那么普通人也能享受定制鞋的待遇。”
实验中，长长的楼道里铺了特制的跑道。身材健美的长跑运动员赤足踏上测力板，花花绿绿的足底受力图瞬间出现在屏幕上，魏老师指点着图，告诉我哪只脚拇外翻或足外翻。“人的脚多少有些不周正，”说着，他翘起一条腿，掰过鞋底，“只要看看鞋底的磨损情况。两只脚都可能有明显区别。天生足畸形、跑步姿势不好，或者鞋不适合，都能从足底受力看出来。这些情况影响的不仅是脚，因为各个关节是联动的，最常受牵连的是膝盖十字韧带和半月板，还可能导致足底筋膜炎、踝关节损伤、小腿肌肉牵扯，甚至腰疼。跑步时瞬间冲击力可以达到体重的三倍，我们需要合适的鞋来提供支撑，如果穿着不合适的鞋‘坚持’运动，就可能造成损伤。”
他在一堆不同品牌和型号的运动鞋里翻找，让运动员穿上他选定的鞋再跑一遍，看鞋对足底压力的矫正情况。比如外翻的脚，足弓塌陷，缺乏稳定性，就不适合减震鞋，而应该选足弓加固的抗外翻鞋;内翻的脚足弓过高，缓冲不够，所以减震鞋会有帮助。这两种脚如果选择了相反功能的鞋，那锻炼不仅没好处，反而是危险的。
两套测量结束，运动员们拿鞋子回去;一个星期内跑100公里(本来我争当志愿者，一看这要求就退缩了……)，再穿同一双鞋回来测量，便能看出鞋的形变，判断鞋是否提供了足够持久的支撑。
测试结果当然对一些运动鞋提出了质疑，但魏坤琳的目的不止于此。他希望做出切实的改善，他绝不信奉“等待时机成熟”。在“人人穿上定制鞋”这个宏大梦想成真之前，魏老师决定先做力所能及的事。
“你知道在美国，截肢最主要的原因是什么吗?”魏老师一脸严肃，“是糖尿病。病人足部代谢有病变，感知差，不能准确判断脚的受力，所以落地方式就不平缓，他们的脚底组织比正常人脆弱，长期在鞋里硬摩擦，容易产生伤口，而愈合又差，恶性循环，就会溃烂。有些国家医生把糖尿病人预防足底溃疡的措施当标配，但中国往往只治糖尿病，脚就不管了。”他想证明给医生和病人看，通过便宜和简便的方式就可以改善病人的生存质量。
魏坤琳在北大的运动控制实验室(Motor Control Lab)运用心理物理学、虚拟现实、生物力学和数学建模等多种手段研究感知运动控制的问题
魏坤琳和他的学生卷着测力板进入医院病房走廊，先尝试为糖尿病足高风险的病人定制调节足底压力的鞋垫，把压力合理分布开，看能否防止溃烂及其导致的截肢。糖尿病人在他的指导下，颤颤巍巍地反复走过测力板。不少人难以控制自己的步态，走到跟前却踏不准板子，要反复走，直到仪器记录下足底压力分布，判断出异常区。最后病人再到我面前举起脚底接受拍摄。这是我头一次如此近距离观察别人的脚，有的人前脚掌和脚跟已经变了色;一位奶奶被儿子扶着，很不好意思地脱下鞋，她的脚天然拇外翻，已经皱缩变形，后跟开始溃烂;一个比我还小的男孩像是自言自语：“我将来是不是就是截肢的命。”我说：“魏老师就是来想办法的啊!”
拿到数据，通过生物力学建模，计算机将给出鞋垫的形状。一双能给予合理支撑的鞋垫，果然能缓解糖尿病人足底溃疡的发生。魏老师获得了医生的信任，现在，医生会把有需要的病人转到他的实验室——至少在预防糖尿病足这一环节，中国病人享受到了世界级的待遇。
知道你怎么想的假肢
去年，魏坤琳的领域又跨入了工学院。在他的工学院实验室，好像进入机器人博览会：爬坡的机器腿、可穿戴的机器外衣、能帮助小腿康复的机器鞋，琳琅满目。
魏坤琳尤其津津乐道在自己在机器假肢上的进展。传统假肢上楼需要拖着走，因为假肢本身没有动力，下楼更费劲，只能靠甩。当人穿着传统假肢坐下，由于关节角度不能自由变换，脚还会以直立的角度立在那里，如果想做出“缩回腿”这样一个简单的动作，都只能用手来搬。这会让很多义肢使用者非常尴尬。
魏坤琳最早做出的智能假肢，能通过记录肢体的肌电信号，把运动意识“翻译”出来，比如要上楼梯：大腿一抬，肌肉就会收缩，机器就能推断人的动作指令，电机就会以合适的角度、合适的力度，进入上楼梯的控制模式。采用这样的工作原理，坐下之后就能“自主”地把脚放平，还可以缩脚!2013年这个设计有了成品，残疾人穿着竟然可以走路和骑车了。
魏坤琳接下来希望让假肢朝两个方向发展，一是让假肢不再是“外设”，能和身体、外界产生交互，比如地上有个石头，脚能感知到，让身体改变姿势，走得更平稳。他在假肢的鞋垫里装上多个传感器，这样脚与地面的交互力就可以实时传到处理器里，在残疾人的腰上放一组振动片，脚下的受力就可以汇报到腰上。通过腰上学习替代感知，就可以知道脚下是什么样的地形。加拿大华人网 http://www.sinoca.com/
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