转自中国(guó)科学报
外骨骼机器人助力圣火传递(dì)。AI绘图(tú)
巴黎奥运会上,36岁(suì)的法国网球运动员凯文(wén)·皮(pí)耶特(Kevin Piette)身穿机械(xiè)外骨骼(gé)传递圣(shèng)火的视(shì)频(pín)广为流传(chuán),很(hěn)多(duō)人对该技术表示惊(jīng)叹,将其誉为“奥运会上令人(rén)感动的时刻(kè)”。
11年前,一次事故导致凯文(wén)·皮(pí)耶特截瘫。但(dàn)这并(bìng)未阻止他投身运(yùn)动,此后他(tā)仍(réng)以残疾人运动(dòng)员的身份走上赛场。奥运圣火传递中,凯文·皮(pí)耶特(tè)在(zài)民众的热情陪(péi)伴下,高举奥运圣(shèng)火(huǒ)在巴黎西北(běi)部(bù)普瓦(wǎ)西的街道上微笑前进。这被媒体称作“奥运会历(lì)史上的一(yī)座里程碑”。
“大脚板”大放光彩
凯文·皮耶特(tè)在机械外(wài)骨骼帮助下传递圣火的画面引发(fā)大量鼓舞(wǔ)人心的评论。这段视(shì)镜头被誉为“先进技术带(dài)来积极(jí)实践”的典范(fàn)。一(yī)名用户说(shuō):“太神奇了。想象(xiàng)一下(xià),外骨骼(gé)还可能变得更薄、更(gèng)轻。”也有人认为皮耶特参加奥运(yùn)火炬传递证(zhèng)明(míng)了(le)“人类精(jīng)神和技术创新的力量(liàng)”。
资料显示,凯文·皮耶特(tè)使(shǐ)用的是法国“行走工艺”公司(sī)最新研发的个人外骨骼。据“行走工艺”公司称,这是首次利用自平(píng)衡个人外骨骼装置完成奥运(yùn)火炬传(chuán)递。这一突破或将改变(biàn)行动不便者(zhě)与环(huán)境互动的(de)方式,为他(tā)们(men)的日常生活乃至完成更复杂(zá)的任务(wù)提供便利。
“巴黎奥运火炬(jù)传递(dì)用到的(de)机(jī)械外骨骼(gé)属于康(kāng)复机(jī)器人(rén),仅(jǐn)从科技(jì)含量上说,它并没有(yǒu)特别(bié)的地方(fāng)。”电子科技大学人工智能研究院副院长、布法(fǎ)罗机器(qì)人科技(成都(dōu))有限公司首(shǒu)席科学家程洪告诉(sù)《中国科学报(bào)》。
因(yīn)为长期从事康(kāng)复(fù)机器人领(lǐng)域的(de)相关研究,程洪对“行走工艺”公司这款(kuǎn)产(chǎn)品(pǐn)比较关注,也有(yǒu)一定的了解。
据(jù)程洪介绍,“行走工艺”宣称(chēng)自己是国际上第一个稳定(dìng)直立的外(wài)骨骼机(jī)器人。实际上,新西兰一家(jiā)公(gōng)司更早就研制出雷克斯(Rex Robotic Exoskeleton)机器人(rén)外骨骼。雷克斯由一双仿(fǎng)生机械腿组成,专门用来帮助坐轮椅的患者,不仅可以让病人站(zhàn)立、步(bù)行,甚至可以上下(xià)楼梯和爬斜坡。
“‘行走工(gōng)艺’公司的产品采(cǎi)用(yòng)‘大脚板’技术路线。它(tā)的优势是(shì)着力面积大、支撑稳(wěn)定、平(píng)衡性能好。”程(chéng)洪说,“但缺点是需要牺牲一些灵活性,场景适应性能较差。”
在网上流(liú)传(chuán)的视(shì)频中(zhōng),凯文·皮耶特走得很慢,而(ér)且还有(yǒu)点“晃晃悠悠”。
“这就是因为‘大脚板(bǎn)’的问题。”程洪(hóng)说(shuō),“因为机器(qì)人的‘脚板’做大后,其他方面的性能就(jiù)会(huì)受到(dào)限制。”
整体水平不输国外
程洪认为,机械外骨骼(gé)协助残疾(jí)运动员(yuán)传(chuán)递奥运圣火,其运动精神和科(kē)技力量让很多人感动,但这一行(háng)为的“造势”或“作(zuò)秀(xiù)”方面的意义更大。它能引起更多的人了解和关注该技术应用(yòng)。
实际(jì)上,我(wǒ)国在2015年第(dì)九届全国残疾人运动(dòng)会(huì),就展示过相关技术。
“2015年全国(guó)残疾人运动会在陕西(xī)举行,我们的运(yùn)动员就使用了类(lèi)似的技(jì)术点(diǎn)燃(rán)火炬。2018年,中央电视台《机智过人》栏目也报道过相关技术。”程洪说,“总体上说,巴黎奥运的外骨(gǔ)骼机(jī)器人和2018年《机智过人》栏目报道的(de)技术相当。”
程洪认为,在康复机器(qì)人领域(yù),中国的(de)技术和产品“一点都不(bú)输国外”,只是中(zhōng)国没有选择‘大(dà)脚板’技术路(lù)线而已。
“在整体水平上,我国目(mù)前已经超(chāo)越国(guó)外(wài)了。但单项(xiàng)技术(shù)上,比如电机技术,或某些(xiē)定制(zhì)化产品中,国外某些产品有自己的优势。定制产品面向特(tè)殊场景,会(huì)突出某(mǒu)些自己的特色。”
拓展人类活动空间(jiān)
康复治疗要面对很多不同的(de)场景,对机器人普适性、灵活性(xìng)要求(qiú)更高(gāo)。因此,“行走工艺”公司这种大脚(jiǎo)板技(jì)术路线在临(lín)床中(zhōng)很少见到(dào)。
“因(yīn)为它(大脚板)跟(gēn)实际应用有差距(jù),安全性方面也有(yǒu)待(dài)改进。”程洪说,临床应(yīng)用的产品要保证绝对安全,大(dà)脚板(bǎn)虽然相对稳定,但仍有可(kě)能跌(diē)倒,而(ér)且跌倒后摔得比较严重,也(yě)更难站(zhàn)立。
我(wǒ)国很多(duō)医院以前采购过(guò)国(guó)外(wài)的康复(fù)机器人,包括一些固定的(de),协助步态训练的机器人。
“现在这一领域国(guó)产技术和产品占据主流了。”程洪说,“康(kāng)复机器(qì)人(rén)要面对不同的‘亚专科’。比如,面向手脚不便(biàn)的老年人,面向ICU患者,面向偏瘫、截瘫患(huàn)者(zhě)。不同人群、不同(tóng)场景对机器人的(de)需(xū)求千差万别。点燃巴(bā)黎奥运圣火的机器人属于定制,在其他场景几乎无法使用。”
目前,康复机器人的适用性还有待(dài)提高,一方面,研制精准适用多场景的机器人(rén)还存在挑(tiāo)战。另一方面,外骨骼穿戴的舒适性也有(yǒu)可优(yōu)化空间。此外,未来康复机(jī)器(qì)人(rén)的(de)成本(běn)也需降下(xià)来,让普通民众都用得起。
程洪介绍(shào)说,以前到(dào)国外(wài)看到很多(duō)残(cán)疾患者,在大街(jiē)上(shàng)坐(zuò)着轮椅到(dào)处走,但国内的大街上残(cán)疾人(rén)并不多见。深入这个领域后才知道,其(qí)实中国的残疾人并不少,只是很多残疾(jí)人因为各种原(yuán)因“走不出去”。
“外骨骼(gé)是最好(hǎo)的助残和康复方(fāng)式,未来(lái)外(wài)骨骼(gé)机(jī)器人可以,更(gèng)稳定、更(gèng)灵活,适应更多的地(dì)形,能让行动不(bú)便(biàn)者像正(zhèng)常(cháng)人(rén)一样(yàng)逛街、爬山、运(yùn)动(dòng)、娱乐,勇敢走出户(hù)外,拓展生(shēng)活(huó)空(kōng)间。”程洪说。