转自中国科(kē)学报(bào)
外骨骼机器人(rén)助力圣火传(chuán)递。AI绘图(tú)
巴黎奥(ào)运会上,36岁的法国网(wǎng)球运动员凯文·皮耶特(tè)(Kevin Piette)身穿(chuān)机(jī)械外(wài)骨骼传递圣火的视(shì)频广为流传,很多(duō)人对该技术表(biǎo)示惊叹,将其誉为(wéi)“奥运会(huì)上令(lìng)人感动的时刻”。
11年(nián)前,一次事(shì)故导致凯文·皮耶特截(jié)瘫。但这并未阻止他投身运动,此后他仍以残疾人运动员的身份走上赛(sài)场(chǎng)。奥运圣火(huǒ)传递中,凯文·皮耶特在(zài)民众的热情(qíng)陪(péi)伴下,高举奥运圣火在(zài)巴黎(lí)西北部普瓦西的街道上微笑前进。这被媒体称作“奥运(yùn)会历(lì)史(shǐ)上的一座里程碑”。
“大脚板”大放光彩
凯文·皮(pí)耶(yē)特在机械外骨骼(gé)帮(bāng)助(zhù)下传递圣火(huǒ)的画面引发大量鼓舞人(rén)心的评论。这段视镜(jìng)头(tóu)被誉为“先进技术带来积极实践”的典范。一名用户说:“太神(shén)奇了。想象一下,外骨骼还可(kě)能变得更薄、更轻。”也有人认为皮耶特参加奥运火炬(jù)传递(dì)证明了“人类精神和技术(shù)创新(xīn)的(de)力量”。
资料显示,凯文(wén)·皮耶(yē)特使用(yòng)的是法国“行走工艺”公司最新(xīn)研发(fā)的(de)个人外骨骼(gé)。据“行走工艺”公司(sī)称,这是首次(cì)利用自(zì)平衡个人外骨骼装(zhuāng)置完成奥运火炬传递。这一突破或将改(gǎi)变行(háng)动不便(biàn)者(zhě)与环境互动(dòng)的方式,为他们的日常(cháng)生活(huó)乃至(zhì)完成更(gèng)复杂的任务提供(gòng)便利。
“巴(bā)黎奥运火炬传(chuán)递用到的机械外骨骼属于康复机器人(rén),仅从科技含量上说(shuō),它并没有(yǒu)特别的地方。”电子科技大学人工智能研(yán)究院副院长、布法罗机(jī)器人科技(成(chéng)都)有限公司首席科学家程洪告(gào)诉《中国(guó)科学报》。
因为(wéi)长期(qī)从(cóng)事康复机器人领(lǐng)域的相关研(yán)究,程洪对“行走(zǒu)工艺”公司这款产品(pǐn)比较关注,也有一定的了(le)解。
据(jù)程洪介绍,“行走工艺”宣(xuān)称自己是国际上(shàng)第一个稳定直立的外骨骼(gé)机器人(rén)。实际上,新(xīn)西兰一家公司更(gèng)早就研制出雷(léi)克斯(Rex Robotic Exoskeleton)机(jī)器人外骨骼。雷克斯(sī)由一双仿生机械腿组成,专门用来帮助坐(zuò)轮椅的患者,不(bú)仅可以让病人站立、步(bù)行,甚至可以上下(xià)楼梯和(hé)爬(pá)斜坡。
“‘行走工艺’公司的产品采用(yòng)‘大(dà)脚板’技术(shù)路线。它的优势(shì)是着(zhe)力面积(jī)大、支撑稳(wěn)定、平衡性能好(hǎo)。”程洪说,“但缺点是需要牺(xī)牲一些灵活性,场景适(shì)应性能较差。”
在网上流传的视频中,凯文(wén)·皮耶特走得很(hěn)慢,而且还有点“晃晃(huǎng)悠悠”。
“这就是因为‘大脚板’的问题(tí)。”程洪说(shuō),“因为机器人(rén)的(de)‘脚(jiǎo)板’做大后,其他方面的性能就会受到限制(zhì)。”
整体水平不输国外
程洪认为,机械外骨(gǔ)骼协助残疾运动员传递奥运圣(shèng)火,其(qí)运动精神和(hé)科技力(lì)量让(ràng)很多人感动,但这一行为的(de)“造(zào)势”或“作秀”方面的意义更大。它(tā)能引起更多的(de)人了(le)解和关注该技术应用。
实际上,我国在2015年第九届全(quán)国残疾人(rén)运(yùn)动会(huì),就展示过(guò)相(xiàng)关技术(shù)。
“2015年全国(guó)残疾人运动会在陕西举行(háng),我们的运动员(yuán)就使用了类似的(de)技(jì)术点燃(rán)火炬(jù)。2018年,中央电视台《机智过(guò)人》栏目也报道过相关技术。”程洪(hóng)说(shuō),“总(zǒng)体上(shàng)说(shuō),巴黎(lí)奥(ào)运(yùn)的外(wài)骨(gǔ)骼机器人(rén)和2018年《机智(zhì)过人》栏目报道的技术相当。”
程洪认为,在康复机(jī)器人领域,中国的(de)技术和产品“一点都不输国外”,只是中国(guó)没(méi)有选择‘大脚板(bǎn)’技术路线而已(yǐ)。
“在整体水平上,我国目(mù)前(qián)已(yǐ)经(jīng)超(chāo)越国(guó)外了。但单项技术上,比如电机技术,或某些(xiē)定制化产(chǎn)品中(zhōng),国(guó)外(wài)某些产品有(yǒu)自己(jǐ)的优势。定(dìng)制产品面向特殊(shū)场景,会突出某些自己的(de)特色。”
拓(tuò)展(zhǎn)人(rén)类活动空间
康复治(zhì)疗(liáo)要面对很多不同的场(chǎng)景,对机器(qì)人普适性、灵活性要求更(gèng)高。因此,“行(háng)走工艺”公司这种大(dà)脚(jiǎo)板技术路线在临床中很少(shǎo)见到。
“因为它(大脚板)跟实际应用(yòng)有差距,安全性方(fāng)面也有待(dài)改进。”程洪说(shuō),临床应用的产品要保证(zhèng)绝对安全,大脚板虽然相对稳定,但(dàn)仍(réng)有可能跌倒,而且跌倒后摔得比较严重,也更难站立。
我国很多医院以前采(cǎi)购过国外的康复机器人,包括一些固定的,协助步态训(xùn)练的机(jī)器人(rén)。
“现在(zài)这一领域国产技术和产(chǎn)品(pǐn)占据主流了(le)。”程洪说,“康(kāng)复机(jī)器人要面对不同的(de)‘亚专科’。比如,面向手脚不便的老年人,面向(xiàng)ICU患者,面向偏(piān)瘫(tān)、截瘫患者。不同人群、不同(tóng)场(chǎng)景对机器人的需求千差万别(bié)。点燃巴黎(lí)奥运(yùn)圣火(huǒ)的(de)机器人属于定制,在其他场景几乎无(wú)法(fǎ)使用(yòng)。”
目前,康复机器人的适用性还有(yǒu)待提高,一方面,研制(zhì)精(jīng)准适用(yòng)多场景的机器人还(hái)存在挑战。另一方(fāng)面,外(wài)骨骼穿戴的舒适性也有可优(yōu)化空间。此外,未(wèi)来康(kāng)复(fù)机器人(rén)的成本也(yě)需降下来,让普通民众都用得起。
程洪介(jiè)绍(shào)说,以前到(dào)国外看到很多残疾患者,在大街(jiē)上坐(zuò)着轮椅(yǐ)到(dào)处走,但国内的大街(jiē)上残疾人(rén)并不(bú)多见。深入这(zhè)个领域后才知道,其(qí)实中国的残疾人并不少,只是很多残疾人(rén)因为各种原(yuán)因“走不(bú)出去”。
“外骨骼是最好(hǎo)的助残(cán)和康复方式,未(wèi)来(lái)外骨骼(gé)机器人可以,更稳定、更灵活,适应更多的地形,能让行动不(bú)便者(zhě)像正常人(rén)一样逛(guàng)街、爬山(shān)、运动(dòng)、娱乐,勇敢走出(chū)户外,拓展生活(huó)空间。”程洪说。