转自(zì)中国科学报
外(wài)骨骼机器人(rén)助力(lì)圣火传递。AI绘(huì)图(tú)
巴黎(lí)奥运(yùn)会上,36岁的法国网球运动员凯文·皮耶特(Kevin Piette)身穿机(jī)械(xiè)外骨骼传递(dì)圣火的视频(pín)广为流传,很多人对(duì)该技术表(biǎo)示惊叹,将其誉为“奥运会上(shàng)令人感动的时刻”。
11年前,一次事故导致(zhì)凯文·皮耶特截瘫。但这并未阻止他投身(shēn)运动(dòng),此后他仍以残疾(jí)人(rén)运动员(yuán)的身份走上赛场。奥运(yùn)圣(shèng)火传递中,凯(kǎi)文·皮耶特在民众(zhòng)的热情陪伴下,高(gāo)举奥运圣(shèng)火在巴黎西北部普瓦西(xī)的街道上微笑前(qián)进。这被媒体称(chēng)作“奥运(yùn)会历(lì)史(shǐ)上的一座里程碑”。
“大脚(jiǎo)板”大放光彩
凯文·皮耶特在机械外骨骼帮助下传递圣火的画面引发大(dà)量鼓舞人(rén)心(xīn)的(de)评论。这段视镜(jìng)头被誉为“先进技术带来积极(jí)实践”的典范。一名用户说:“太神(shén)奇了。想象一下,外骨骼还可能变(biàn)得(dé)更薄、更轻(qīng)。”也(yě)有人认(rèn)为皮耶特参加奥(ào)运火炬(jù)传递证明了(le)“人类精神(shén)和技术创新的力(lì)量”。
资料显示,凯(kǎi)文·皮耶特使用的(de)是(shì)法国“行(háng)走工艺”公司最新研发的个人外(wài)骨(gǔ)骼。据“行走工艺”公司称,这是首次利用自平衡个人外骨骼装置完成(chéng)奥(ào)运火炬传递(dì)。这(zhè)一(yī)突破(pò)或将改变行动不便者与环境互动(dòng)的方式,为他们的日常生活乃至(zhì)完(wán)成(chéng)更复杂的任务提供便利。
“巴黎奥运火炬传递用到的(de)机械外骨骼(gé)属于康复(fù)机器人(rén),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研究院副院长、布法罗机(jī)器人(rén)科技(成都)有限公司首席科(kē)学家程洪(hóng)告诉(sù)《中(zhōng)国科学报》。
因为(wéi)长期(qī)从事康复机器人(rén)领域的(de)相关研究,程洪对“行走工(gōng)艺”公司这款产(chǎn)品比较关注,也有一定的了解。
据程(chéng)洪介绍,“行走工艺”宣称自己是(shì)国(guó)际上(shàng)第一个稳(wěn)定直立的外骨骼机器人。实际上(shàng),新(xīn)西兰一(yī)家(jiā)公司更早就研制(zhì)出雷克斯(Rex Robotic Exoskeleton)机器人外骨骼。雷克斯由一双仿生(shēng)机(jī)械(xiè)腿(tuǐ)组成,专门用来帮助坐轮椅的患者,不(bú)仅可(kě)以让病人站(zhàn)立(lì)、步行(háng),甚至可以(yǐ)上下楼梯(tī)和爬斜坡。
“‘行走(zǒu)工艺’公司的产品采用‘大脚板(bǎn)’技术路线。它的(de)优势是着力面(miàn)积大、支(zhī)撑稳定、平衡性能好。”程洪说,“但缺(quē)点是需要牺牲一些灵活性,场景适应性能较差(chà)。”
在网上流传的视频中(zhōng),凯文·皮耶特(tè)走得(dé)很慢,而且还有点“晃晃悠悠(yōu)”。
“这就是因为(wéi)‘大脚板’的问题。”程洪(hóng)说(shuō),“因为机(jī)器(qì)人的(de)‘脚板’做大后,其他方面的性能就会受到限制。”
整体(tǐ)水平(píng)不输国外
程洪(hóng)认为(wéi),机械外骨骼协助(zhù)残疾运(yùn)动员传递奥运圣火(huǒ),其运动(dòng)精神和科技力量让很多(duō)人感动(dòng),但这一行为的(de)“造势”或“作秀”方面的(de)意义更大。它能引起更多的人了解和关(guān)注该(gāi)技(jì)术应(yīng)用。
实际上,我国在2015年第九届全国残疾人运动会,就展示过相关技术。
“2015年全国残疾人(rén)运动会(huì)在陕西举(jǔ)行(háng),我们的运动员就(jiù)使用(yòng)了类(lèi)似(sì)的技术点燃火炬。2018年(nián),中央电视台《机智过人》栏目也报(bào)道过相关技术。”程洪说,“总体上说,巴黎奥运(yùn)的外骨骼机器人和2018年《机智过人》栏目报道的技术相当。”
程洪(hóng)认为,在康复机(jī)器人领域,中(zhōng)国的技术(shù)和(hé)产品“一点都(dōu)不输(shū)国外”,只是中国没有选(xuǎn)择(zé)‘大脚板(bǎn)’技术路线(xiàn)而已(yǐ)。
“在整体水平上,我国目前已经超越国外了。但单项技术上,比如电机技(jì)术,或某些定制化(huà)产品中,国外某些产品有自己(jǐ)的优势。定制产品面向(xiàng)特(tè)殊场景,会突出某些自己的特色。”
拓展人类(lèi)活动空间
康复治疗要面对很(hěn)多(duō)不同(tóng)的场景(jǐng),对(duì)机器人普适性(xìng)、灵活性要求更高(gāo)。因此,“行走工艺”公司(sī)这种大脚板(bǎn)技术路线在(zài)临床中很少见到。
“因(yīn)为(wéi)它(大脚板)跟实际应用有差(chà)距,安全(quán)性方面也有待(dài)改进。”程(chéng)洪(hóng)说,临(lín)床应用的产品要保证绝(jué)对安全,大脚板虽然(rán)相对(duì)稳定,但(dàn)仍有可(kě)能跌倒,而(ér)且跌倒后摔得比较严重,也(yě)更难站(zhàn)立。
我(wǒ)国很(hěn)多医(yī)院以前采购过国(guó)外(wài)的(de)康复机器人(rén),包括一(yī)些固(gù)定的,协助步(bù)态训练的机器人。
“现(xiàn)在(zài)这一领域(yù)国(guó)产技术和产品占据主流了。”程洪说(shuō),“康(kāng)复机器人要面对不同的‘亚专(zhuān)科’。比如,面向手(shǒu)脚不便的老年人,面向ICU患(huàn)者,面向偏瘫、截(jié)瘫(tān)患者。不同人群(qún)、不同(tóng)场景对机器(qì)人的(de)需(xū)求千差万别。点燃巴黎奥运圣火的机器(qì)人属于定制(zhì),在其他场(chǎng)景几(jǐ)乎无法使用。”
目前,康(kāng)复(fù)机器人的适用性还(hái)有待提高,一方面(miàn),研制精准适用多场(chǎng)景的机器人还存在挑战。另一方面(miàn),外骨骼穿戴的舒适性也有可优化空间(jiān)。此(cǐ)外,未来康复机器人(rén)的(de)成本也需(xū)降下来,让普通民众都用得起(qǐ)。
程洪介绍说,以(yǐ)前到国外看到很多残疾患者,在大街上(shàng)坐着(zhe)轮椅到(dào)处走,但国内的大街上残疾人并不多见。深入这(zhè)个领域后才知道,其实中(zhōng)国的残疾(jí)人并不少,只是(shì)很多残疾人因为各种原因“走不出去”。
“外骨骼是最好的助残和(hé)康复方式,未(wèi)来外骨骼机器(qì)人可以,更稳定、更(gèng)灵(líng)活,适应更多的(de)地形,能让(ràng)行动不便者像正常人一样逛街、爬山、运(yùn)动、娱乐,勇敢走出户外,拓展生活(huó)空间。”程(chéng)洪(hóng)说。