转(zhuǎn)自中国科学报
外骨骼机器人助力圣火传递。AI绘(huì)图
巴黎奥运会(huì)上,36岁的法(fǎ)国网球运(yùn)动(dòng)员(yuán)凯文·皮耶特(Kevin Piette)身(shēn)穿机械外骨骼传递圣(shèng)火的视频(pín)广为流(liú)传,很多人对该技(jì)术表示惊(jīng)叹,将其誉为“奥(ào)运会(huì)上令人感动的时刻(kè)”。
11年前(qián),一次事故导致凯(kǎi)文·皮耶特截瘫。但这并(bìng)未阻止他投(tóu)身运动,此(cǐ)后他(tā)仍以残疾人运动员(yuán)的身份走(zǒu)上赛场(chǎng)。奥运圣火传(chuán)递中,凯文·皮耶特在民众(zhòng)的热情(qíng)陪伴(bàn)下,高举(jǔ)奥运圣火在巴黎西北部普瓦西的街道上(shàng)微笑前进。这被媒体称作“奥运会(huì)历史上(shàng)的一座里程碑”。
“大脚板”大放光彩
凯文·皮耶特(tè)在(zài)机(jī)械外骨骼帮助下传递圣(shèng)火的画(huà)面引发大量鼓舞(wǔ)人心的评论。这段视镜头被(bèi)誉(yù)为“先进技(jì)术带来积极实践”的典范(fàn)。一名用户说:“太(tài)神奇了。想象一下(xià),外(wài)骨骼还可能变(biàn)得更薄(báo)、更轻。”也有人认为皮耶特(tè)参加奥运火炬传递证明了“人类精神和技术(shù)创新的力量”。
资料显示,凯(kǎi)文(wén)·皮耶特使用(yòng)的是法国“行走工艺”公(gōng)司最新研发(fā)的个人外骨骼。据“行走(zǒu)工艺”公司(sī)称,这是首次利(lì)用自平衡个人外(wài)骨骼装置完成奥运火炬传递。这(zhè)一突破或将改变(biàn)行动不便者与环境互动的(de)方式(shì),为他们(men)的日常生活乃至完成更(gèng)复(fù)杂的任务提供便(biàn)利。
“巴黎奥运火炬传递用到的机械外骨骼(gé)属于康复(fù)机器人,仅从科技含量上说,它并没有特别的地方。”电子科技大学人工智能(néng)研(yán)究院(yuàn)副院(yuàn)长(zhǎng)、布法(fǎ)罗机器人(rén)科技(成(chéng)都)有限(xiàn)公司(sī)首席科学家程洪(hóng)告诉《中(zhōng)国科学报》。
因为长期从事康复机(jī)器人(rén)领域的相关研究(jiū),程(chéng)洪对“行走工艺”公司(sī)这款产品(pǐn)比较关注,也有(yǒu)一定的了解。
据程洪介绍,“行走(zǒu)工(gōng)艺”宣称(chēng)自己是国际(jì)上第一个稳定直立的外(wài)骨骼机(jī)器人。实际上(shàng),新(xīn)西兰一家公(gōng)司更早就研制出雷(léi)克斯(Rex Robotic Exoskeleton)机器人外(wài)骨骼。雷克斯由一双仿(fǎng)生机(jī)械腿组成,专门用来帮助坐轮椅的患(huàn)者,不仅可(kě)以让病人站立(lì)、步行,甚(shèn)至可(kě)以(yǐ)上下楼梯和爬斜坡。
“‘行走工艺’公司的产品采用(yòng)‘大脚(jiǎo)板’技术路线。它的(de)优势是着力面积(jī)大、支撑稳定、平衡性(xìng)能好(hǎo)。”程洪说(shuō),“但缺点是需要(yào)牺牲一(yī)些灵活性,场景适应(yīng)性能(néng)较差。”
在网上流传的(de)视频(pín)中,凯文·皮(pí)耶特走得很慢,而且还有点(diǎn)“晃晃悠(yōu)悠(yōu)”。
“这就是(shì)因为‘大脚板’的(de)问(wèn)题。”程洪说,“因(yīn)为机器人(rén)的‘脚板’做大后,其他(tā)方面(miàn)的(de)性能就(jiù)会受到限制。”
整体水平不(bú)输国外
程洪认为,机械外(wài)骨(gǔ)骼协助残疾运动员传(chuán)递(dì)奥运圣火,其运动精(jīng)神和科技力量让(ràng)很多人感动,但这一(yī)行(háng)为的“造势”或(huò)“作秀”方面的意义更大。它能引起更多(duō)的人(rén)了解和关注该技术(shù)应用。
实际上,我国在(zài)2015年(nián)第(dì)九届全国残(cán)疾人运动会,就展示过相关技术(shù)。
“2015年全国残(cán)疾人运动会在陕西举行,我们的运动员就使用了类似的技术点燃火炬(jù)。2018年,中央电视台《机智(zhì)过人》栏目也报道过相关技术。”程洪说,“总体(tǐ)上说,巴黎奥运的外(wài)骨骼机器人(rén)和(hé)2018年《机智过人》栏(lán)目报道的技术相当。”
程(chéng)洪(hóng)认为(wéi),在康复机器人领域,中国的技术和产品“一点(diǎn)都不(bú)输国外”,只是(shì)中国没有选(xuǎn)择‘大(dà)脚板’技术路线而已。
“在整体水平(píng)上,我国目前已经超(chāo)越国(guó)外了。但单项(xiàng)技术上(shàng),比如电机(jī)技术,或某些(xiē)定(dìng)制化产(chǎn)品中,国(guó)外(wài)某(mǒu)些产品有自己的(de)优势。定制产品(pǐn)面向特殊场(chǎng)景,会突(tū)出某些自(zì)己的特色。”
拓展人类活动空间
康(kāng)复治疗(liáo)要面对很多不同(tóng)的场景(jǐng),对机(jī)器人普适性、灵活性要求更(gèng)高。因此,“行走工艺(yì)”公司这种大(dà)脚(jiǎo)板技术路(lù)线在临(lín)床中很少见到(dào)。
“因为它(大脚板)跟实际应用有差距(jù),安全性方(fāng)面也有待改进。”程洪说,临(lín)床应用(yòng)的产品要保证绝对安(ān)全,大脚板(bǎn)虽然相对稳(wěn)定(dìng),但仍有可能跌倒,而(ér)且跌倒后摔得比较(jiào)严重,也更难站立。
我国很多(duō)医(yī)院以前采(cǎi)购过国(guó)外的康复机器人,包括一些固定(dìng)的,协助步态训(xùn)练(liàn)的(de)机(jī)器人。
“现在这一领域(yù)国产技术和产品占据主流了(le)。”程洪说,“康(kāng)复机器人要面对不同的‘亚专科’。比如,面向(xiàng)手脚不便的(de)老年人(rén),面向(xiàng)ICU患者,面向偏瘫、截瘫患者。不同人群、不同场(chǎng)景(jǐng)对机器人(rén)的需(xū)求(qiú)千差(chà)万别。点燃巴黎奥运圣火的机器人属于定制,在其他场(chǎng)景(jǐng)几(jǐ)乎无法(fǎ)使用。”
目前,康(kāng)复机器人(rén)的适用性还有(yǒu)待提高,一方面,研制精(jīng)准适用多场景的(de)机器人还(hái)存在(zài)挑战。另(lìng)一方面,外骨骼穿戴的舒适性也(yě)有可优化空(kōng)间。此外,未来康(kāng)复机器人的(de)成本也需(xū)降下来,让普通(tōng)民众都用得(dé)起。
程洪介绍说,以前到国外看(kàn)到很多残(cán)疾患(huàn)者,在大(dà)街上坐着轮椅到处(chù)走,但国内的(de)大街上残疾人并不多见(jiàn)。深入这个(gè)领域后才知道,其实中国的(de)残(cán)疾人(rén)并不少,只是很多残疾人因为各种原因“走(zǒu)不出去”。
“外骨骼(gé)是最好的(de)助(zhù)残和(hé)康复方式(shì),未来外骨骼(gé)机器人可以,更稳定、更(gèng)灵活,适应更多(duō)的地形(xíng),能让行动不便(biàn)者(zhě)像正常(cháng)人一样逛街、爬山(shān)、运动、娱乐,勇敢(gǎn)走出户外,拓展生(shēng)活空间。”程洪说。