转(zhuǎn)自中国科学报
外骨(gǔ)骼机(jī)器人助(zhù)力圣火传(chuán)递。AI绘图
巴黎奥运会上,36岁的法国(guó)网球运动员凯文·皮耶(yē)特(tè)(Kevin Piette)身(shēn)穿机(jī)械外骨骼传递圣火的(de)视频广为流传,很多人(rén)对该(gāi)技术(shù)表示惊叹(tàn),将其誉为(wéi)“奥运会上令人感动(dòng)的时刻”。
11年(nián)前,一次事故(gù)导致凯文(wén)·皮耶特(tè)截瘫。但这并未(wèi)阻止他投身(shēn)运动,此(cǐ)后他(tā)仍以(yǐ)残疾人(rén)运(yùn)动(dòng)员的身份走上赛场(chǎng)。奥运圣火传递中,凯文·皮耶(yē)特(tè)在民众的热(rè)情陪伴下,高举奥运圣火在巴(bā)黎西北部普瓦(wǎ)西的街道上微笑(xiào)前进(jìn)。这被媒(méi)体称(chēng)作“奥运会历史上的一座里程碑”。
“大(dà)脚(jiǎo)板”大(dà)放光彩
凯文·皮耶特在机(jī)械外骨骼帮助下传递(dì)圣火(huǒ)的画(huà)面引发(fā)大量鼓舞人心的评论。这段视镜头被誉为“先进技术带来积极实践”的典范。一(yī)名用户说:“太神奇了。想象一(yī)下,外骨骼还可能(néng)变得(dé)更薄、更轻。”也有(yǒu)人(rén)认(rèn)为皮耶(yē)特参加奥运火炬传递证明了“人类精神和技术创新的力量(liàng)”。
资料显示,凯(kǎi)文·皮耶(yē)特(tè)使用(yòng)的是法国“行走工(gōng)艺”公司最新研发的个(gè)人外骨骼。据(jù)“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奥运火(huǒ)炬传递。这一突破或(huò)将改变行动不便者与(yǔ)环境互动的方式,为他(tā)们的(de)日常(cháng)生活乃至完成更复杂(zá)的任务提供便利(lì)。
“巴黎奥运火炬传递用(yòng)到的机械外(wài)骨骼属(shǔ)于康(kāng)复机器人,仅从科技含量上说(shuō),它并(bìng)没有特别的地方(fāng)。”电子科技大学人工智能研究院副院(yuàn)长、布法罗机器人科技(成都)有(yǒu)限公司首席(xí)科学家程洪(hóng)告诉(sù)《中国科学(xué)报》。
因为长期从事康(kāng)复机器(qì)人(rén)领域的(de)相关研究,程(chéng)洪对“行走工艺(yì)”公司(sī)这款产品比(bǐ)较关注,也(yě)有一定的(de)了(le)解。
据(jù)程洪介(jiè)绍,“行走工艺”宣称自己是国际上第(dì)一个稳(wěn)定直(zhí)立的外骨骼机器人(rén)。实际上,新(xīn)西兰一家公司更早就研制出雷克斯(Rex Robotic Exoskeleton)机器(qì)人外骨骼。雷克斯由(yóu)一双仿生机械腿组成,专(zhuān)门(mén)用来帮(bāng)助(zhù)坐轮(lún)椅的患者,不仅(jǐn)可以(yǐ)让病人站立、步(bù)行,甚至可以上(shàng)下楼梯和爬斜坡(pō)。
“‘行走工艺(yì)’公司(sī)的产品采用‘大(dà)脚板(bǎn)’技术路线。它(tā)的优势是着力面积(jī)大、支撑稳(wěn)定、平衡性(xìng)能好(hǎo)。”程洪说,“但缺点是需要牺牲一些灵活性,场景适应性能较(jiào)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“晃晃悠悠”。
“这(zhè)就是因为‘大脚板’的(de)问题(tí)。”程洪(hóng)说,“因为机器(qì)人的‘脚板’做大后(hòu),其他方面的性能就会受到(dào)限制(zhì)。”
整(zhěng)体(tǐ)水平不输国外
程洪认为,机械外(wài)骨骼协助残疾运动员传递奥运圣火,其运动精神和科技力(lì)量让很多人感(gǎn)动,但这一行为的“造势”或“作秀”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。
实际上,我国(guó)在2015年第(dì)九届(jiè)全国(guó)残疾人运(yùn)动会,就展示过相(xiàng)关(guān)技术。
“2015年(nián)全国残疾人运(yùn)动会在陕西举行,我们(men)的运动员就使用了类似的(de)技术点燃火炬。2018年,中央电视台《机智(zhì)过人》栏目也报道(dào)过相关技术。”程洪说,“总(zǒng)体(tǐ)上说,巴黎奥运的外骨骼(gé)机器人和2018年《机智过人》栏目报(bào)道的技术相当。”
程洪(hóng)认(rèn)为,在康复机器人领域,中国的技术和产品“一(yī)点都不输国外”,只是中国没有(yǒu)选(xuǎn)择‘大脚板’技术路线(xiàn)而(ér)已(yǐ)。
“在(zài)整体水(shuǐ)平上,我国目前已经超越国外了。但单项技术上,比如电机技术,或某些定制化产品(pǐn)中,国外某些产品有自己的优势。定制产品面向特殊场景,会突出某些自己的(de)特色(sè)。”
拓(tuò)展人类(lèi)活(huó)动空间
康复(fù)治疗(liáo)要面对(duì)很多不(bú)同的场景,对机器(qì)人普适(shì)性、灵活性要求更(gèng)高。因此,“行走工艺”公司这种大脚板技术路线在临(lín)床中很少(shǎo)见到。
“因为它(大脚板)跟实际(jì)应用有差距,安全性方面也有待(dài)改进。”程(chéng)洪说,临床应用的产品(pǐn)要保证绝对(duì)安全,大脚板(bǎn)虽然相对(duì)稳定(dìng),但(dàn)仍有可(kě)能跌倒,而且跌倒后摔得比较严重,也更难站立。
我国很多医(yī)院(yuàn)以前采购过国外(wài)的康复(fù)机(jī)器(qì)人,包括(kuò)一些固定的,协助(zhù)步态训练的机(jī)器(qì)人。
“现在这一领域国(guó)产技术(shù)和产品占据(jù)主流了。”程(chéng)洪说(shuō),“康复机器(qì)人要面对不同(tóng)的‘亚专科’。比(bǐ)如(rú),面向(xiàng)手脚不便的(de)老年人,面(miàn)向(xiàng)ICU患者,面向偏瘫(tān)、截瘫患者。不同人(rén)群、不(bú)同场景对机器人(rén)的需求千差万(wàn)别(bié)。点(diǎn)燃巴黎奥运圣火的机器人属(shǔ)于定制(zhì),在其他场(chǎng)景几乎无法使用(yòng)。”
目前,康复机器人的适用性还有待提高,一方面,研制精准(zhǔn)适(shì)用多场景的(de)机器人还存在挑战。另一方(fāng)面,外骨(gǔ)骼穿戴的舒(shū)适性也有可优化空间。此外,未来康复(fù)机器人的成本也(yě)需降下(xià)来(lái),让普通民众(zhòng)都用(yòng)得起。
程洪介绍说,以前到国外看到很多残疾患者,在大街上坐(zuò)着轮椅(yǐ)到(dào)处走,但国内的大街上残疾人并不多见。深入(rù)这个领域后才知道,其实中国的(de)残(cán)疾人并不少,只是很多残(cán)疾(jí)人(rén)因为各种原因“走(zǒu)不出去”。
“外骨骼是最好的(de)助残和康(kāng)复方(fāng)式,未(wèi)来外骨骼机器人可(kě)以,更稳定、更灵活,适应更多的地形,能让行动不便者像正常人(rén)一(yī)样逛街、爬(pá)山、运动、娱乐,勇敢(gǎn)走出户外,拓(tuò)展(zhǎn)生活(huó)空间(jiān)。”程洪说。