老年人把机器人穿在身上,爬楼时膝盖的受力程度就和在平坦路面上行走一样,更省劲儿。近日,北京企业大艾机器人研发推出了全球首款智能护膝外骨骼机器人。可以穿在身上的机器人自动感知使用者起步、加速、上下坡等实时状态,助人“一臂之力”。
提起外骨骼机器人,很多人的印象还停留在科幻大片里。从外观上看,这种机器人就像是一件由各种支架、绑带和设备组成的衣服,使用者穿到身上后,它可以依托多关节协调控制,感知人行走快慢等主观意愿,包括上下楼梯、上下坡等动作,从而自动调整适应。
虽然国外多年前就已经有了外骨骼机器人,却很少用于医疗领域。2017年,从北航实验室里成长起来的大艾机器人向医疗康复下肢外骨骼机器人发起挑战,攻克技术难题,成功推出中国首款自主研发的外骨骼机器人并获准上市。
“之前我们推出的外骨骼机器人主要是帮助脑瘫、偏瘫等患者进行下肢康复训练的,患者通过穿戴辅助训练重建神经功能。”大艾机器人运营经理赵鹏程说,最新发布的“神行”智能护膝外骨骼机器人则面向大众,通过AI步态识别技术智能助行,让人不费劲地行走。
有数据显示,近70%的老年人曾因上下楼不便而减少外出,影响生活质量。而一些喜欢长距离徒步、登山、越野的年轻人也面临膝盖压力大、体力消耗快的问题。于是,同一研发团队将过去在医疗康复领域积累的经验迁移应用到智能助行上,把前沿外骨骼技术带入日常出行和户外运动场景里。
这款外骨骼机器人很轻,采用碳纤维轻量化设计,整套的重量不足2.5千克,几分钟就能完成穿戴,续航可达6小时。“神行”搭载的AI步态识别系统,能自动感知使用者起步、加速、上下坡等实时状态,自主匹配助力模式,实现“人体机能增强”。
它是怎么识别人的行走动作,从而助人“一臂之力”的?在这款机器人膝盖部位配备了传感器。当人行走速度变快,它可以迅速感知,并传递给小腹部位的控制器,再利用智能算法调整机器人的状态。“使用者加快步伐,它只需要跟着人走两三步,就可以匹配到最新速度。登山、上下楼也都是类似的原理。”赵鹏程说。
与其他助人爬楼、登山的外骨骼机器人把电机装在髋关节部位不同,“神行”主打护膝,电机装在膝盖部位。之所以这样设置,是因为工程师们专门观察了人类爬楼、登山等场景里的细微动作。
比如,老年人爬楼时,往往需要膝盖发力支撑。把电机装在膝盖部位,就相当于机器人的发力点在膝盖位置,可以更好保护膝盖、行走起来也更省劲儿。他解释,一般来看,使用这款机器人可以节省三四成的力气。此外,它还采用仿生减震结构,缓解膝关节压力,使得爬坡更轻松、下坡对膝盖冲击也小。
外骨骼机器人正从医疗康复走向大众生活。北京经开区相关负责人说,在智能康养机器人赛道上,亦庄已聚集包括大艾机器人在内的多家机器人企业,承担多个国家级重大专项科研任务,牵头制定多项养老机器人国际、国内标准,后续还将通过具身智能社会实验计划及相关政策,助力越来越多的机器人技术产品走向千家万户、赋能千行百业。
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来源:北京日报客户端
记者:曹政