新華社成都電（記者吳曉穎）站立行走，對普通人來(lái)說(shuō)是再簡(jiǎn)單不過(guò)的動(dòng)作，但對脊髓損傷的截癱者而言，卻是遙不可及的夢(mèng)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階等動(dòng)作。
為林寒四肢運動(dòng)提供能量的這款紅白相間的“鋼鐵俠”，是電子科技大學(xué)機器人研究中心執行主任程洪團隊研發(fā)的第四代外骨骼機器人。 “我國是繼美國、以色列、日本之后，第四個(gè)成功研發(fā)外骨骼機器人的國家�！背毯榻榻B說(shuō)，外骨骼機器人的研發(fā)不是某一學(xué)科的“單兵作戰”，而是機械結構、醫學(xué)、人因工程學(xué)、計算機技術(shù)等多學(xué)科領(lǐng)域的高度交叉融合。 電子科技大學(xué)的外骨骼機器人研發(fā)始于2011年。當時(shí)，程洪剛在四川省八一康復中心，見(jiàn)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(lái)”。 8年來(lái)，程洪團隊從零開(kāi)始，僅用5年時(shí)間就實(shí)現了外骨骼機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，已有包括林寒在內的100多位截癱患者通過(guò)穿戴該團隊研發(fā)的外骨骼機器人，實(shí)現站立行走。 記者日前在電子科技大學(xué)機器人研究中心看到，第四代外骨骼機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、7個(gè)傳感器。使用者穿戴時(shí)，通過(guò)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。 當行動(dòng)時(shí)，腰部傳感器通過(guò)測試使用者的上肢傾斜度、傾斜加速度感知人體運動(dòng)意圖，把信息傳遞給計算機，然后通過(guò)控制模塊向機器人傳達指令，實(shí)現電驅關(guān)節、智能鞋、腰部支撐及綁縛附件的運轉，輔助使用者行動(dòng)。在向前邁步時(shí)，使用者的腿、腳被電驅關(guān)節、智能鞋緩緩抬起，拐杖及時(shí)配合完成行走動(dòng)作。 “第四代外骨骼機器人技術(shù)已躋身世界前列�！毖邪l(fā)團隊成員侯磊說(shuō)，相對于前幾代外骨骼機器人，第四代可以通過(guò)智能鞋及其他傳感器，自動(dòng)識別并規劃步態(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)識別穿戴者意圖，人機交互更連貫、自然。 “但第四代外骨骼機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(lái)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)的第五代外骨骼機器人，將實(shí)現用大腦意識控制外骨骼機器人執行指令，這意味著(zhù)損傷部位在胸椎T6區以上的殘疾人也有望借助機器“鋼鐵俠”重新實(shí)現直立行走，這將是人工智能領(lǐng)域的又一重大突破。 |
