转自中(zhōng)国科学(xué)报
外(wài)骨(gǔ)骼机器人(rén)助力圣火传递。AI绘图
巴黎奥运会上,36岁的法国网球运动员凯(kǎi)文·皮耶特(Kevin Piette)身穿机械外骨骼传递圣(shèng)火(huǒ)的(de)视频广(guǎng)为流传,很多人对该技术表示惊(jīng)叹,将其誉为“奥运会上令(lìng)人感动的时刻”。
11年前,一次事故(gù)导致凯文·皮耶(yē)特截瘫。但这并未阻止他投(tóu)身运动,此后他仍以(yǐ)残疾人运动(dòng)员的(de)身份走上(shàng)赛场(chǎng)。奥运圣火传递中,凯文·皮耶特在民众的(de)热情陪(péi)伴下(xià),高举奥(ào)运圣火在巴(bā)黎西北(běi)部(bù)普瓦西的街(jiē)道上微(wēi)笑前(qián)进。这被媒体称作“奥运会历史上的一座里程碑”。
“大脚板”大放(fàng)光彩
凯文·皮耶特(tè)在机械外骨骼帮助下(xià)传递圣火的(de)画面(miàn)引(yǐn)发大量(liàng)鼓舞人心的评论。这段视镜头被誉为“先(xiān)进技术带来积极实践”的典范。一名用户说:“太神奇了。想象一下,外骨骼还(hái)可(kě)能变得更薄(báo)、更轻。”也有人(rén)认为(wéi)皮耶(yē)特参加奥(ào)运火(huǒ)炬传递证明(míng)了“人类(lèi)精神和技(jì)术(shù)创新的力量”。
资(zī)料显示,凯文·皮耶特使用的(de)是法国“行走工艺”公司最(zuì)新研发(fā)的个人外骨骼。据“行(háng)走工艺”公司称,这是首次利用自平(píng)衡个人外骨(gǔ)骼装置完成奥(ào)运火炬传(chuán)递。这一突破或将改(gǎi)变行动(dòng)不(bú)便者与环境(jìng)互动的(de)方式,为他们的(de)日常生活乃至完成更复(fù)杂的任务(wù)提供便利。
“巴(bā)黎(lí)奥运火炬传递用到的机械(xiè)外骨骼属于康复机器人,仅从科技含量上说,它并没(méi)有特别的地方。”电子科技大学人工智能(néng)研究院副院长、布法罗机器人科技(成都)有限公司首席科(kē)学(xué)家程洪(hóng)告诉《中国科(kē)学报》。
因(yīn)为长期从事康复机(jī)器人领域的(de)相关研究,程(chéng)洪对“行走工艺”公司这款产品比较关注,也有一定的了解。
据程洪介绍(shào),“行走(zǒu)工艺”宣称自己是国际(jì)上第一个稳(wěn)定直立的外骨骼(gé)机器人。实际上,新西兰一(yī)家公司更(gèng)早就研制出雷克斯(Rex Robotic Exoskeleton)机(jī)器人外骨骼。雷克斯由一双(shuāng)仿生机械腿组成,专门(mén)用来(lái)帮助(zhù)坐轮椅的患者,不仅(jǐn)可以让病人(rén)站立、步行(háng),甚至可以(yǐ)上(shàng)下楼(lóu)梯和爬斜坡。
“‘行走工(gōng)艺’公司的产品采用(yòng)‘大脚板’技术路(lù)线。它(tā)的(de)优势(shì)是着力面积大、支撑(chēng)稳(wěn)定、平衡性能好。”程(chéng)洪说,“但缺点是需要牺牲(shēng)一些(xiē)灵活(huó)性,场景适应性能较差。”
在(zài)网上流传的(de)视频中,凯文(wén)·皮耶(yē)特走得很慢,而(ér)且还有点“晃晃悠(yōu)悠”。
“这就是因为‘大脚板’的问题。”程洪(hóng)说,“因(yīn)为机器人的‘脚板’做大后(hòu),其(qí)他方面的(de)性能(néng)就会受到限(xiàn)制。”
整体水平不输国外(wài)
程洪(hóng)认为(wéi),机(jī)械外骨骼(gé)协助(zhù)残疾运动员传递(dì)奥运圣火,其(qí)运动精神和科(kē)技力量让很多人感动,但(dàn)这一行为的(de)“造势”或“作(zuò)秀”方面的意义更(gèng)大。它能引起更多(duō)的人了解和关注该技术应用(yòng)。
实际上(shàng),我(wǒ)国(guó)在2015年第九届全国残疾人运动会(huì),就展示过相关技(jì)术。
“2015年全国残(cán)疾人运动会在陕(shǎn)西举行(háng),我们的运动员就使用(yòng)了类似的(de)技(jì)术点燃火炬。2018年,中央(yāng)电视台《机智过人》栏目(mù)也(yě)报道过相关技术。”程洪说,“总体上说,巴黎奥运的外(wài)骨骼机器人和2018年(nián)《机智过人》栏目(mù)报道的技术相(xiàng)当。”
程洪认为,在康复机器人领域,中国的技术和产品“一(yī)点都(dōu)不输国外(wài)”,只是中国没有选择‘大(dà)脚板’技术路线而已。
“在整体(tǐ)水平上,我国目前已经超(chāo)越(yuè)国外了。但单项技术上,比如电机技术,或某些定制(zhì)化产品中(zhōng),国外某些(xiē)产品有自己的优(yōu)势。定制产品面向(xiàng)特殊场景,会突出某些(xiē)自己的特色。”
拓(tuò)展人类(lèi)活(huó)动空间
康(kāng)复治疗要面对很(hěn)多(duō)不同的场景,对机(jī)器人普适(shì)性、灵活性要求更高。因此,“行(háng)走(zǒu)工艺”公司这种大脚(jiǎo)板技术路线在临(lín)床中(zhōng)很(hěn)少见到。
“因为它(大脚板)跟(gēn)实际(jì)应用有差距,安全性方面也有待改(gǎi)进。”程洪说,临床应用的(de)产品要保证绝对安全,大脚板(bǎn)虽然(rán)相对(duì)稳定,但仍有(yǒu)可(kě)能跌倒,而(ér)且跌倒后(hòu)摔得比较严重,也更难(nán)站立。
我国很多医(yī)院以前采购过国外的康复机器人,包括一些固定的(de),协助步态训练的机器人(rén)。
“现(xiàn)在这(zhè)一领域(yù)国(guó)产技术(shù)和产(chǎn)品占据主(zhǔ)流了。”程洪(hóng)说,“康(kāng)复机器人要面(miàn)对(duì)不同的‘亚专科’。比如,面向手脚(jiǎo)不便的老年人(rén),面向(xiàng)ICU患者,面向偏(piān)瘫、截瘫患者。不同人群(qún)、不同场景对机(jī)器人的需求千(qiān)差万别。点燃(rán)巴黎奥运圣火的机(jī)器人属于定(dìng)制,在(zài)其他场景(jǐng)几乎无法使用。”
目前,康复机器人的适(shì)用性(xìng)还有待提高,一(yī)方面,研制精准适(shì)用多场景的(de)机器人还存(cún)在挑战。另一方面,外骨骼穿戴的舒适性也(yě)有可优化(huà)空间。此(cǐ)外,未来康复机器(qì)人的成本也需降下来,让普通民众都用(yòng)得起。
程洪介绍说,以前到国外看到很多残疾患者,在大(dà)街上坐着轮椅到(dào)处(chù)走(zǒu),但国内的大街上残疾人并不多见。深入这个领域后才(cái)知道,其实中国的残(cán)疾人并(bìng)不少,只是很多(duō)残疾人因为各(gè)种原因“走不出去”。
“外骨骼是最好(hǎo)的助残和康复方式,未来外骨骼机(jī)器人可以,更稳定、更灵活,适应更多的地(dì)形,能让行(háng)动不便者像正常人一样(yàng)逛街、爬山、运动、娱乐,勇敢走(zǒu)出户外,拓展生活空间。”程洪说(shuō)。