新華社成都電（記者吳曉穎）站立行走，對普通人來說是再簡單不過的動(dòng)作，但對脊髓損傷的截癱者而言，卻是遙不可及的夢想。5年前，四川自貢小伙兒林寒工作時(shí)意外從四樓摔下，背部脊髓損傷，雙下肢喪失行動(dòng)能力。近日，他穿戴上外骨骼機(jī)器人，不僅能如正常人一樣站起行走，還能自如地完成上下臺(tái)階等動(dòng)作。
為林寒四肢運(yùn)動(dòng)提供能量的這款紅白相間的“鋼鐵俠”，是電子科技大學(xué)機(jī)器人研究中心執(zhí)行主任程洪團(tuán)隊(duì)研發(fā)的第四代外骨骼機(jī)器人。 “我國是繼美國、以色列、日本之后，第四個(gè)成功研發(fā)外骨骼機(jī)器人的國家。”程洪介紹說，外骨骼機(jī)器人的研發(fā)不是某一學(xué)科的“單兵作戰(zhàn)”，而是機(jī)械結(jié)構(gòu)、醫(yī)學(xué)、人因工程學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多學(xué)科領(lǐng)域的高度交叉融合。 電子科技大學(xué)的外骨骼機(jī)器人研發(fā)始于2011年。當(dāng)時(shí)，程洪剛在四川省八一康復(fù)中心，見到的上百位因汶川地震致殘的截癱患者，下定決心幫助截癱患者重新“站起來”。 8年來，程洪團(tuán)隊(duì)從零開始，僅用5年時(shí)間就實(shí)現(xiàn)了外骨骼機(jī)器人在病人身上的穿戴測試，研發(fā)周期是國外的1/3。如今，已有包括林寒在內(nèi)的100多位截癱患者通過穿戴該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的外骨骼機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)站立行走。 記者日前在電子科技大學(xué)機(jī)器人研究中心看到，第四代外骨骼機(jī)器人采用航空鋁材料，高約1米、重約23公斤，從上至下有6個(gè)關(guān)節(jié)、7個(gè)傳感器。使用者穿戴時(shí)，通過胸部、腹部、腿部的綁帶將其穿在身上，并將一雙拐杖套在雙臂上。 當(dāng)行動(dòng)時(shí)，腰部傳感器通過測試使用者的上肢傾斜度、傾斜加速度感知人體運(yùn)動(dòng)意圖，把信息傳遞給計(jì)算機(jī)，然后通過控制模塊向機(jī)器人傳達(dá)指令，實(shí)現(xiàn)電驅(qū)關(guān)節(jié)、智能鞋、腰部支撐及綁縛附件的運(yùn)轉(zhuǎn)，輔助使用者行動(dòng)。在向前邁步時(shí)，使用者的腿、腳被電驅(qū)關(guān)節(jié)、智能鞋緩緩抬起，拐杖及時(shí)配合完成行走動(dòng)作。 “第四代外骨骼機(jī)器人技術(shù)已躋身世界前列�！毖邪l(fā)團(tuán)隊(duì)成員侯磊說，相對于前幾代外骨骼機(jī)器人，第四代可以通過智能鞋及其他傳感器，自動(dòng)識(shí)別并規(guī)劃步態(tài)，完成樓梯的上下，行走更快、更流暢。同時(shí)，借助人工智能算法，讓外骨骼自動(dòng)識(shí)別穿戴者意圖，人機(jī)交互更連貫、自然。 “但第四代外骨骼機(jī)器人的使用對象也有限制�！焙罾诮忉尩溃菏褂谜叽┐魍夤趋罊C(jī)器人行走時(shí)，下半身會(huì)有種在空中跳起的懸空失重感，需要借助拐杖來保持身體平衡。因需要手臂力量支撐配合，第四代幫助的是損傷部位在胸椎T6區(qū)及以下的癱瘓者。 程洪向記者透露，他們正在研發(fā)的第五代外骨骼機(jī)器人，將實(shí)現(xiàn)用大腦意識(shí)控制外骨骼機(jī)器人執(zhí)行指令，這意味著損傷部位在胸椎T6區(qū)以上的殘疾人也有望借助機(jī)器“鋼鐵俠”重新實(shí)現(xiàn)直立行走，這將是人工智能領(lǐng)域的又一重大突破。 |
