电子科大胡俊 电子科大研发人机交互“黑科技” 让瘫痪者走起来
电子科技大学机器人研究中心研发人员程都告诉华西都市报-封面新闻记者,研发外骨骼机器人的想法,是在2008年开始的。
当时,电子科大机器人研究中心执行主任程洪教授从国外回来后,在八一康复医院看到很多腿疾患者,想到美国、以色列和日本已研发出了外骨骼机器人,便着手组建一个属于中国自己的研发团队。电子科技大学立即给予了场地、资金等方面的大力支持。
程洪教授此前在接受媒体采访时表示,外骨骼机器人的用途表现在两方面,一是针对对康复需要补偿的人,由机器带着人的关节运动;另一方面,是机器随着正常人的运动而运动。虽然外骨骼机器人设计的初衷,是机器带着人走,但电子科大研发团队一开始要做的,是外骨骼机器人如何像人一样走路。
“我们仅仅是用了5年时间,便研发出了第一款产品。”程都介绍,在研发这一款产品时,由于中国人的身高、体重以及肢体行动方面与外国人有区别,而此时的国外技术也是正在摸索,核心技术一片空白,所以,研发团队一切只能从零开始。
“最大的难题,首先是实现正常人穿戴这个产品后的行走数据统计和输出,需要根据正常人的运动数据来实现人机交互;其次,是收集腿疾患者的数据搭建系统平台,通过机器的数据分析,来驱动产品的运转,带动腿疾患者实现运动。除此之外,偏瘫的人会有足下垂的状况,我们也研发了适用于足下垂的智能鞋。”
程都说,外骨骼机器人从基础版本,到如今的第三代,再到正在研发中的第四代,中间经历了机械、电子、医学、人工智能等学科的高度配合,“突破了很多难题,一步步搭建起了拥有电子科大标签的完整系统平台和核心算法”。
外骨骼机器人·未来
“人机相融,帮患者上楼下楼”
5月24日,电子科技大学创新中心一楼的办公室内,林寒在程都和研发工程师的帮助下,穿上了一款第三代的外骨骼机器人。林寒穿戴着外骨骼机器人,轻松站起,沿着办公室平稳地行走了几圈后,又自如坐下。
程都指着林寒身上的外骨骼机器人介绍,这套系统由电驱关节、机械连杆、智能鞋、腰部支撑及绑缚附件等组成,通过这些部分的协同工作,辅助林寒自如行动,“腰部背包,相当于一个计算机,患者的所有信息都被收集到这个计算机里,最终实现人机合一,完成站立、原地转弯、平视行走等动作。”
程都介绍,目前,根据患者需求研发的外骨骼机器人,行走动作主要是先迈右腿,待技术成熟后,会根据不同的需求改变迈腿的习惯,同时会收集大量不同患者的数据,从而计算出不同的需求,逐步设计不同的驱动性能,最终实现各类腿疾者与机器相融。
“我们正在研发的第四代,可以通过传感器感知人体的运动意图,然后把信息迅速传递给计算机,并通过控制模块传达命令行走。”程都说,这款机器人,将变人体被动迈步,到主动迈步。
“也就是说,只要人体有一个前倾的动作,大脑里有主动前行的意图,机器人就会辅助他前行。人体只要直立,机器人就能准确明白停止的命令。同时,我们正在研发上下楼的触发装置,实现帮助患者上下楼的功能。”程都说。
华西都市报-封面新闻记者刁明康肖茹丹实习生柴枫桔摄影报道
