转自中国科学报
外骨(gǔ)骼(gé)机器人(rén)助力圣(shèng)火传(chuán)递。AI绘(huì)图
巴黎奥(ào)运会(huì)上(shàng),36岁的(de)法国网球运动员凯文(wén)·皮耶特(tè)(Kevin Piette)身(shēn)穿(chuān)机械(xiè)外骨骼传递圣火的视(shì)频广(guǎng)为流传,很多人对该技术表示惊叹,将其誉为“奥运(yùn)会上令(lìng)人感(gǎn)动(dòng)的(de)时刻”。
11年前,一次(cì)事故导致凯文·皮(pí)耶(yē)特截瘫。但这并(bìng)未阻止他投身(shēn)运动,此后他仍以(yǐ)残疾人运动员的身(shēn)份走(zǒu)上赛(sài)场。奥运圣火传递(dì)中,凯(kǎi)文·皮耶特在民(mín)众的热情陪伴下,高举奥(ào)运圣(shèng)火在巴黎西北(běi)部普瓦西的街道上微笑(xiào)前进。这被媒体称作“奥运(yùn)会(huì)历史上的一座里程碑(bēi)”。
“大(dà)脚板”大放光彩
凯文·皮耶(yē)特(tè)在机(jī)械外骨(gǔ)骼帮(bāng)助下传递圣火的画面引发大(dà)量鼓舞人(rén)心的评(píng)论。这段视镜(jìng)头被誉(yù)为“先进(jìn)技术带来积(jī)极实践”的典范(fàn)。一(yī)名用(yòng)户说:“太神奇了。想象一(yī)下,外骨骼(gé)还(hái)可(kě)能变得更薄、更轻。”也有(yǒu)人认(rèn)为皮耶特参加奥运火炬传递证(zhèng)明了“人类精神(shén)和技术创新的力(lì)量”。
资(zī)料显示,凯(kǎi)文·皮耶特使用的是法国“行走工(gōng)艺”公司最新(xīn)研发(fā)的个人外(wài)骨骼。据“行走工艺(yì)”公(gōng)司称,这(zhè)是首次(cì)利用自(zì)平衡个人(rén)外骨骼(gé)装置(zhì)完成奥运(yùn)火炬传(chuán)递。这(zhè)一突破或将(jiāng)改变行动不便者与环(huán)境互动的方(fāng)式,为他们的日常生活乃至完成更(gèng)复(fù)杂(zá)的任(rèn)务(wù)提供便利。
“巴黎奥运火炬传递用到的机械外(wài)骨骼属于康复机器人,仅从科(kē)技含(hán)量上说,它(tā)并没有特(tè)别的地方。”电子科技大学人工智能研究院副院长、布法罗机器人科技(jì)(成都)有限公司首席科(kē)学家程洪告诉《中国科学报》。
因为长期从事康复机器(qì)人(rén)领域的相关研究,程(chéng)洪对“行走(zǒu)工艺”公司这(zhè)款产品比较(jiào)关注,也有(yǒu)一定的(de)了(le)解(jiě)。
据程洪介绍,“行走工艺(yì)”宣称自己是国际上第一个稳(wěn)定(dìng)直立的外(wài)骨(gǔ)骼(gé)机器人。实际上,新西兰(lán)一家公司更早就研制出雷(léi)克斯(Rex Robotic Exoskeleton)机器人外骨(gǔ)骼。雷克斯由一双仿生机(jī)械腿组成,专门(mén)用来帮助坐(zuò)轮椅的患者,不仅可以(yǐ)让病人站立、步行,甚(shèn)至(zhì)可(kě)以上下楼梯和爬斜坡。
“‘行走工艺’公司的产(chǎn)品采用‘大脚板’技(jì)术路线(xiàn)。它的优势是着力面积大、支撑(chēng)稳定、平衡性(xìng)能好。”程洪说,“但缺点是需要牺牲一些(xiē)灵(líng)活性,场景适应性能较差。”
在(zài)网上流传(chuán)的(de)视频中(zhōng),凯文(wén)·皮耶特走得很慢,而且还有点“晃晃(huǎng)悠悠”。
“这就(jiù)是(shì)因为(wéi)‘大脚板’的问题。”程洪说,“因为机器人的‘脚板’做(zuò)大后,其他方面的性能就会受到限制。”
整体水(shuǐ)平不输国(guó)外
程洪认为,机械(xiè)外骨骼协助残疾运动员传递奥(ào)运圣火(huǒ),其运动精神和科技力量让很多人感动,但(dàn)这一(yī)行为(wéi)的(de)“造势”或“作(zuò)秀”方面的意义更大。它能引起更多(duō)的人了解和关注该技术应(yīng)用。
实际上(shàng),我国在2015年第九(jiǔ)届全(quán)国残疾人运动会(huì),就展示过(guò)相(xiàng)关(guān)技术。
“2015年全国残疾人(rén)运动会在陕西举行(háng),我们的运动员就使用了类似的(de)技术(shù)点燃火炬(jù)。2018年(nián),中(zhōng)央电(diàn)视台《机智过人》栏(lán)目也(yě)报道过相关技术。”程洪(hóng)说,“总体(tǐ)上说(shuō),巴黎奥运的(de)外(wài)骨骼机器人和(hé)2018年《机(jī)智过人(rén)》栏(lán)目报道的技术相当。”
程洪认(rèn)为,在康复机(jī)器人领域,中国的技术和产品“一点都不输(shū)国(guó)外(wài)”,只是(shì)中国没(méi)有选择‘大(dà)脚板’技术路线而已。
“在整体水平上,我国目(mù)前已经超越国外了。但单项技(jì)术上,比如电机(jī)技(jì)术,或某些定(dìng)制化产(chǎn)品中,国外某(mǒu)些产品有自己的优(yōu)势。定制产品面向特殊(shū)场景,会突出某(mǒu)些(xiē)自己的特色(sè)。”
拓展人类活动空间
康复(fù)治疗要面(miàn)对很多不同(tóng)的场景,对机器人普(pǔ)适性、灵活性要求更高。因此,“行走工艺”公司这种大(dà)脚板技术路线在临床(chuáng)中很少见到。
“因为它(大脚板)跟实际应用有差距,安(ān)全性方面也有待(dài)改进。”程(chéng)洪(hóng)说(shuō),临床应用的产品要保证绝对(duì)安全(quán),大脚板虽(suī)然相(xiàng)对稳定,但仍有可(kě)能跌(diē)倒,而且(qiě)跌倒后摔(shuāi)得比较严重(chóng),也更难站立。
我国很(hěn)多医(yī)院以前采购(gòu)过国外的康复机器人,包括一些(xiē)固定的,协助步态训练的(de)机器人。
“现在(zài)这一(yī)领域国产技术和产品占据主流了。”程洪说,“康复机器人要面对不同的‘亚专科’。比如,面向手脚(jiǎo)不便的(de)老年人,面向ICU患者,面(miàn)向(xiàng)偏瘫、截瘫患者。不同人(rén)群、不同场景对机器人的需求(qiú)千差(chà)万别。点燃巴(bā)黎奥(ào)运圣火的机器人(rén)属于定制,在其他场景几乎无法使用。”
目前,康复机器人的(de)适用(yòng)性还有(yǒu)待提高,一方面,研(yán)制精准适(shì)用(yòng)多场景的机器人(rén)还(hái)存在(zài)挑战。另一方面,外骨(gǔ)骼穿戴的舒适性也有可优化空间。此外,未来康复机器人的成本也需降下来,让普(pǔ)通民众都用得起。
程洪介(jiè)绍(shào)说,以(yǐ)前(qián)到国外看到(dào)很多残疾患者,在大(dà)街上坐着轮椅到处(chù)走,但(dàn)国内的大街上残疾人并不多见。深入这个(gè)领(lǐng)域后才知道,其(qí)实中国的(de)残疾人并不少,只是很多残(cán)疾人因为各种(zhǒng)原因“走(zǒu)不出去”。
“外骨骼是最好的助残(cán)和康复方式,未(wèi)来外骨骼(gé)机器人(rén)可(kě)以(yǐ),更稳定、更灵活,适应更多的地形,能让行动(dòng)不便者像正常人一样逛街(jiē)、爬山、运动、娱(yú)乐,勇敢走出户外,拓展生活空间。”程(chéng)洪说。