适应多地形、无需拐支撑！我国新一代步行外骨骼机器人问世
科技日报记者 吴长锋
电影《流浪地球》中炫酷的装甲设备通过人与机器的“合体”，超越了人体极限。现实中，一秒变身“钢铁侠”何时能实现？记者从中国科学技术大学先进技术研究院获悉，该院先进机器人应用工程技术中心，突破了人机混合智能的生机电系统协调一体化关键技术，建立穿戴外骨骼机器人主动认知智能，形成人机协同混合增强智能，实现了对可外骨骼机器人的直觉控制，秒变“钢铁侠”的梦想走进现实。
外骨骼机器人融合传感、控制、信息、融合、移动计算等技术于一身，涉及拟人化机械结构设计、驱动系统选择、能源问题及控制系统原理等关键技术。如何实现人机动态平衡，是外骨骼机器人半个多世纪研发的难点。我国是继美国、以色列和日本之后，第四个成功研发外骨骼机器人的国家。但是目前，国内高校和科研机构完成平衡行走，大都是借助拐杖的支持，使得人机处于静态平衡，不能自由的行走，这既增加了使用者上肢负担，又大大降低移动性，更不可能实现如拐弯等多地形环境中行走。
中国科大科研团队通过全方位改进了外骨骼机械设计、控制算法和拟人化的步态，攻克一系列关键技术，让新一代下肢康复外骨骼机器人可以实现无拐杖辅助下平地行走、跨越障碍、转弯以及上下楼梯等场景，帮助穿戴者释放上肢负担，扩大运动范围、增加平衡性和安全性。
这款基于仿生学和人体工程学的机器人，重约40kg，是目前国内自由度数最多的外骨骼机器人。它能够根据不同穿戴者的身高进行调节，与穿戴者进行很好的贴合，并按照人体走路模式，实现多地形运动，平地，曲线转弯、跨越障碍，上下楼梯；无需任何拐杖辅助，能维持穿戴者与机器人整体平衡与重心转移，轻松行走。（图片由中国科大先研院提供）
编辑：刘义阳
审核：朱丽
神奇！这款拐杖会自动“起立扶正”，你见过吗？
拐杖是很多老年人的出行必备品，然而，一旦不慎脱手拐杖落地，老年人要颤颤巍巍捡起它来可不容易。这样一个“生活难题”，正在被上海健康医学院“健行智扶”大学生创业团队破解。他们研发了一款会自动“起立扶正”的拐杖， 并计划将200多根初代样品免费投放到周边社区，造福老年群体。
大学生创业，怎么会想到“拐杖”这样的老年用品？“健行智扶”创业团队的中坚力量、上海健康医学院医技学院大二学生崔宗辉坦言，这是他的一个梦想。他的姥姥需要依靠拐杖出行，但每次拐杖脱手后，老人总是一边手扶身边桌椅，一边弯腰伸手去捡，颤颤巍巍的样子让小崔看着特别揪心。孝顺的他大胆设想：“可不可以有一款倒下后能自动站立起来的拐杖呢？”
小崔带着他的梦想，组建了“健行智扶”学生团队，并找到了上海健康医学院创新学院院长杨智昉，路演了他们关于多功能拐杖的设想和创意。杨老师与全国卫生职业教育教学指导委员会护理类专指委副主任委员、上健医党委副书记、副校长唐红梅教授，上健医创新学院副院长南德红共同担任指导老师，并邀请上海正苒智能科技有限公司董事长周鸣加盟，校企合作一起帮助学生研发自动扶正式智能拐杖。
从文献查阅、研究专利开始起步，团队成员实地采访老人及其家属百余名，发现帕金森、强直性脊柱炎以及脑卒中恢复期等老人尤其渴望有这样一款产品面世。他们除了上课，把几乎所有的业余时间都用于设计、修改、组装、试用，每天睡不足五六个小时，甚至有成员说：“睡觉都在想着拐杖怎么改进”。在1年的时间里，先后推翻21个设计构想，最终，团队选用了碳素材料，研发出了最合适的那一款自动扶正式拐杖。
“和当前市面上的不倒翁拐杖不同，我们的这一款主要是有自动扶正功能。” 崔宗辉介绍，装在拐杖底部边缘的感应器检测到拐杖倒地后，感应器反馈信号会促使电机推动拐杖杖杆慢慢升起，使用者在杖杆直立后手提约10秒，底座也能恢复直立。
据悉，这一大学生创业项目已获得第十一届全国大学生电子商务“创新、创业及创意”挑战赛上海赛区特等奖。目前团队已申请了发明专利一项、实用新型专利一项。第一代自动扶正样机已在上海健康医学院附属周浦医院试用，受到众多老人以及家属好评。目前团队正在组装第二代样品。
“我们计划将第一批量产拐杖200根捐赠给学校附属医院、康复医院、周边社区有需要的老人。”崔同学说，选择做这个项目，看重的不是经济利益，而是医学生的使命感和责任感在驱动。未来如果这一拐杖大批量上市，团队将把收益投入到新一代自动扶正式智能拐杖的研究中去。
来源：浦东发布
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