用意念行走電子科大研發(fā)機(jī)器人讓癱瘓女警“站起來(lái)了”
在未來(lái)，癱瘓患者或許能夠跟正常人一樣擁有活動(dòng)能力，這并不是幻想。日前，央視原創(chuàng)大型科技挑戰(zhàn)節(jié)目《機(jī)智過(guò)人》播出，一位癱瘓了12年的綿陽(yáng)女警黃曼，就通過(guò)意念控制，借助外骨骼機(jī)器人圓了12年的站立之夢(mèng)。
成都商報(bào)記者了解到，幫助黃曼圓夢(mèng)的外骨骼機(jī)器人系由電子科大研發(fā)。昨日，成都商報(bào)記者從電子科技大學(xué)獲悉，這款曾幫助殘障人士站立，造型酷似人體下肢的外骨骼機(jī)器人現(xiàn)已提檔升級(jí)為第四代。它不僅能幫助患者站立，還能讓患者上下樓梯，甚至?xí)詣?dòng)計(jì)算臺(tái)階的高度，規(guī)劃步態(tài)。據(jù)了解，庫(kù)卡機(jī)器人，這款通過(guò)意念控制的外骨骼機(jī)器人，也是第五代腦電外骨骼機(jī)器人的雛形，目前仍在研發(fā)和完善中。
研發(fā)團(tuán)隊(duì)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，這款四川造的第四代外骨骼機(jī)器人是科技發(fā)展助力社會(huì)進(jìn)步的一個(gè)典型，也是人機(jī)交互智能轉(zhuǎn)化的顯著成果。未來(lái)，該款機(jī)器人將在服務(wù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、保障健康等方面作出貢獻(xiàn)。
意外
車(chē)禍致女警癱瘓12年丈夫想有一天能站著擁抱她
12年前婚禮當(dāng)天的一場(chǎng)車(chē)禍，讓綿陽(yáng)涪城公安分局的女民警黃曼成了高位截癱患者。此后的4400個(gè)日夜，她都只能臥病在床，生活無(wú)法自理。而多家醫(yī)院給出的診斷為：她此生已經(jīng)無(wú)法站立行走。
雖然她當(dāng)時(shí)的丈夫，因?yàn)榉N種原因選擇了離開(kāi)。但是，樂(lè)觀的黃曼沒(méi)有放棄生活，更沒(méi)有放棄自己。她自學(xué)了心理咨詢師，在2008年四川地震時(shí)搖著輪椅來(lái)到受災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，為當(dāng)?shù)厝罕娬归_(kāi)心理咨詢。
黃曼的堅(jiān)強(qiáng)勇敢也讓她在2011年收獲了新戀情，并與現(xiàn)任丈夫郭強(qiáng)走進(jìn)婚姻殿堂。此后，上千個(gè)日夜的陪伴和照顧，機(jī)器人維修，每天丈夫都要將她抱起放下二三十次，經(jīng)常累得大汗淋漓。他帶她走訪了很多名醫(yī)。醫(yī)生們都表示，從醫(yī)學(xué)角度上講，黃曼想要站起來(lái)幾乎不可能。郭強(qiáng)一直不愿放棄希望，他最大的心愿就是：好想有一天能站著擁抱她。
圓夢(mèng)
外骨骼機(jī)器人酷似人體下肢用意念控制可上下樓梯
為幫黃曼和郭強(qiáng)圓夢(mèng)，電子科技大學(xué)機(jī)器人研究中心外骨骼機(jī)器人研發(fā)團(tuán)隊(duì)，決定用腦控裝置，讓她通過(guò)腦電波對(duì)模塊進(jìn)行控制，從而向外骨骼機(jī)器人傳達(dá)指令，借助酷似人體下肢的外骨骼機(jī)器人幫助其站立。
研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人程洪教授表示，外骨骼機(jī)器人的用途表現(xiàn)在兩方面，一是針對(duì)康復(fù)需要補(bǔ)償?shù)娜耍蓹C(jī)器帶著人的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)；另一方面，是機(jī)器隨著正常人的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)。而黃曼使用的這套裝備，可以輔助她按正常人體仿生步態(tài)行走，進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，同時(shí)可以幫助她正常上下樓梯。通過(guò)一個(gè)頭盔，即可檢測(cè)黃曼的大腦神經(jīng)信號(hào)，信號(hào)將傳輸給外骨骼機(jī)器人，外骨骼機(jī)器人根據(jù)患者的意念展開(kāi)行動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)站立、行走。
那如何用意念控制外骨骼機(jī)器人呢？程洪教授介紹，這是腦-機(jī)接口技術(shù)，是一種不依賴于外圍神經(jīng)與肌肉的實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)，它建立了腦電信號(hào)與機(jī)器人設(shè)備兩者間的直接聯(lián)系，通過(guò)對(duì)驅(qū)動(dòng)源信號(hào)進(jìn)行解碼與重新編碼，來(lái)實(shí)現(xiàn)外圍設(shè)備的控制。說(shuō)得直白一點(diǎn)，即意念控制。
由于黃曼的腦電信號(hào)十分薄弱，在訓(xùn)練中多次失敗。研發(fā)團(tuán)隊(duì)多次調(diào)整方案，通過(guò)無(wú)數(shù)次的嘗試和努力，加強(qiáng)訓(xùn)練的黃曼終于通過(guò)意念控制外骨骼機(jī)器人站了起來(lái)，圓了12年的站立夢(mèng)。
預(yù)售
第三代外骨骼機(jī)器人可預(yù)售裸機(jī)費(fèi)用20萬(wàn)元左右
成都商報(bào)記者了解到，電子科大的外骨骼機(jī)器人研發(fā)始于2010年。從美國(guó)歸國(guó)不久的程洪教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)從零開(kāi)始，僅用了5年時(shí)間，就實(shí)現(xiàn)了在病人身上的穿戴測(cè)試，這是國(guó)外外骨骼機(jī)器人研發(fā)周期的1/3甚至1/6。也讓我國(guó)已經(jīng)成為繼美國(guó)、以色列和日本之后第四個(gè)成功研發(fā)外骨骼機(jī)器人的國(guó)家。目前已有100余位患者試用過(guò)外骨骼機(jī)器人。程洪介紹，目前的第四代機(jī)器人，可通過(guò)傳感器感知人體的運(yùn)動(dòng)意圖，工業(yè)機(jī)器人維修，然后把信息迅速傳遞給計(jì)算機(jī)，并通過(guò)控制模塊傳達(dá)命令行走。程洪說(shuō)，這款機(jī)器人，還能幫助患者上下樓梯，它會(huì)自動(dòng)計(jì)算臺(tái)階的高度，規(guī)劃步態(tài)，最終幫助使用者完成上下樓梯的動(dòng)作。
令人驚喜的是，第三代外骨骼機(jī)器人現(xiàn)在可進(jìn)行預(yù)售。裸機(jī)價(jià)格在20萬(wàn)元左右（不包含任何前后期人工訓(xùn)練和護(hù)理費(fèi)）。但第三代機(jī)器人不具備上下樓功能，也不能用意念控制，僅能實(shí)現(xiàn)助力行走功能。目前，程洪教授團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)第五代外骨骼機(jī)器人，它將實(shí)現(xiàn)完全用大腦意識(shí)控制外骨骼機(jī)器人執(zhí)行指令，這將是一個(gè)人工智能方面的重大突破。未來(lái)，該款機(jī)器人將有望在更廣闊范圍內(nèi)為社會(huì)經(jīng)濟(jì)、保障健康等方面作出貢獻(xiàn)。