仿生智能助殘障人士正常生活

王啟寧（左）向中國(guó)輪椅籃球隊(duì)隊(duì)員代佳夢(mèng)介紹智能動(dòng)力小腿假肢“風(fēng)行者”。

把腳放平，這個(gè)對(duì)于健康人來(lái)說(shuō)看似簡(jiǎn)單的動(dòng)作，對(duì)于佩戴固定假肢的截肢患者來(lái)說(shuō)，卻具有很大難度。如今，隨著人機(jī)交互、仿生智能等技術(shù)不斷發(fā)展，智能輔具正為殘障人士的生活帶來(lái)巨大改變，呈現(xiàn)出廣闊市場(chǎng)空間。

在日前舉辦的中國(guó)國(guó)際康復(fù)博覽會(huì)上，融入眾多人工智能新技術(shù)的輔助步行車、智能假肢、康復(fù)機(jī)器人等一經(jīng)亮相，便吸引了眾多參觀者前來(lái)體驗(yàn)。在人工智能輔助器具展區(qū)，不少乘坐輪椅的參觀者在一款智能假肢前排起了長(zhǎng)隊(duì)。這款名為“風(fēng)行者”的智能動(dòng)力小腿假肢，由北京大學(xué)機(jī)器人研究中心副主任王啟寧領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)。

據(jù)王啟寧介紹，與普通的固定機(jī)械假肢不同，“風(fēng)行者”整機(jī)結(jié)構(gòu)包含傳感器、計(jì)算機(jī)芯片和機(jī)電裝置。其中，傳感器可以精準(zhǔn)采集穿戴者的肌電信號(hào)，快速作出響應(yīng)；通過(guò)芯片計(jì)算結(jié)果則可以實(shí)時(shí)判斷穿戴者所處的地理環(huán)境，推測(cè)使用者的動(dòng)作意圖，從而代替人腦和生物神經(jīng)向助殘肢體下達(dá)動(dòng)作指令。“在穿戴者行走的關(guān)鍵階段，還能提供主動(dòng)力矩，成功實(shí)現(xiàn)對(duì)多種地形的主動(dòng)適應(yīng)。”王啟寧說(shuō)。

“過(guò)去佩戴固定假肢，上下坡、上下樓梯很不方便，而智能小腿假肢運(yùn)用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，代替腿部肌肉實(shí)現(xiàn)主動(dòng)彎曲伸展，我感覺它真正成為了身體的一部分。”談起現(xiàn)場(chǎng)佩戴的體驗(yàn)，徐女士感到十分驚喜。

在國(guó)外，仿生智能技術(shù)是康復(fù)機(jī)器人研究的熱點(diǎn)，智能假肢已廣泛應(yīng)用到康復(fù)治療領(lǐng)域。然而，我國(guó)在這方面的研究和應(yīng)用還相對(duì)滯后。

王啟寧告訴記者，人工智能運(yùn)用于康復(fù)醫(yī)療領(lǐng)域需要解決兩大關(guān)鍵技術(shù)：運(yùn)動(dòng)仿生和控制仿生。前者是使智能假肢具有自然肢體的運(yùn)動(dòng)能力，其具有的輔助性能比普通假肢更接近于真實(shí)肢體；后者是使智能假肢系統(tǒng)的動(dòng)作能隨心所欲，具有對(duì)人體運(yùn)動(dòng)意圖的識(shí)別能力，并能主動(dòng)適應(yīng)外部條件變化。

為解決這些核心技術(shù)難題，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研之間的合作，中國(guó)殘疾人輔助器具中心和北京大學(xué)聯(lián)合發(fā)起成立了國(guó)內(nèi)首個(gè)智能輔具研究中心，王啟寧還擔(dān)任了北京工道風(fēng)行智能技術(shù)有限公司的首席科學(xué)家。“用人工智能技術(shù)來(lái)提升輔助器具產(chǎn)業(yè)的科技水平，是最能體現(xiàn)科技服務(wù)殘疾人事業(yè)的工作之一，也是我國(guó)殘疾人輔助器具未來(lái)的發(fā)展方向。”中國(guó)殘疾人輔助器具中心主任李晞?wù)f。

有報(bào)告顯示，隨著我國(guó)下肢截肢患者的增多，未來(lái)5年，廣義康復(fù)機(jī)器人需求的年復(fù)合增長(zhǎng)率約為37%。但長(zhǎng)期以來(lái)，由于技術(shù)上受制于人，智能假肢市場(chǎng)一直被國(guó)外品牌壟斷，一臺(tái)智能假肢的價(jià)格在十幾萬(wàn)元到幾十萬(wàn)元不等，這讓不少有需求的消費(fèi)者很難承受，同時(shí)也制約了市場(chǎng)空間的擴(kuò)大。

在此次中國(guó)國(guó)際康復(fù)博覽會(huì)上，一大批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)品牌脫穎而出，吸引了大批醫(yī)院、康復(fù)機(jī)構(gòu)、養(yǎng)老機(jī)構(gòu)的專業(yè)人士現(xiàn)場(chǎng)洽談。北京工道風(fēng)行智能技術(shù)有限公司負(fù)責(zé)人告訴記者，他們的智能動(dòng)力小腿假肢產(chǎn)品在展會(huì)上一經(jīng)推出，就吸引了數(shù)家外地醫(yī)院前來(lái)洽談，并初步達(dá)成了采購(gòu)意向。

王啟寧表示，為讓更多仿生智能產(chǎn)品走進(jìn)人們生活，一方面需要加大對(duì)仿生智能產(chǎn)品的推廣，提高人們對(duì)智能假肢等產(chǎn)品的接受度；另一方面，仍需繼續(xù)加強(qiáng)原始技術(shù)創(chuàng)新，促使國(guó)產(chǎn)品牌智能輔具更加輕量化、低價(jià)化，從而更好地幫助殘障人士改善生活質(zhì)量。

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