外骨骼机器人助你“一臂之力”

从春晚“赛博秧歌”人形机器人的惊艳亮相，到“天工(tiāngōng)Ultra”在亦庄半程马拉松暨(jì)人形机器人半程马拉松中夺冠，再到宇树G1机器人参与了全球首个人形机器人格斗赛。人形机器人正不断突破技术边界(biānjiè)，其中也在医疗(yīliáo)领域取得了亮眼的成绩。 6月7日，中国科学(kēxué)院自动化研究所的副研究员王晨(wángchén)来到领创少年大讲堂，分享外骨骼机器人的奇妙世界，让孩子(háizi)们对机器人科学领域有了更加深度的了解。 “小朋友们在日常生活中见过这些机器人(jīqìrén)吗？”王晨借助扫地机器人、服务机器人等常见机器人类型，引发孩子们对机器人概念的思考，从而引出了外骨骼机器人的起源以及目前(mùqián)应用的三大领域，分别是：工业外骨骼，专注(zhuānzhù)于提升作业(zuòyè)效率，用于长时间作业或者辅助重物搬运；军事外骨骼，为提升士兵战场作战能力而设计，提供负重支持和战场防护；医疗康复(kāngfù)外骨骼，用于辅助功能障碍患者进行(jìnxíng)康复训练(kāngfùxùnliàn)，提升康复治疗效果。 外骨骼机器人如何帮助病患做(zuò)复健的呢？一段影片带大家进入到了医疗康复(kāngfù)的世界。患者在可穿戴式外骨骼机器人辅助下，自主地进行运动功能恢复，医生在旁边借助传感设备数据掌握康复进程(jìnchéng)……原来，医疗康复外骨骼早已(zǎoyǐ)投入到临床使用阶段，影片中的患者也表达了对外骨骼机器人技术的感谢。王晨介绍道，机器人除了仿生学(fǎngshēngxué)机械(jīxiè)辅助支撑、肢体运动控制强化外，还有一定的心理康复支持作用。 外骨骼(wàigǔgé)机器人背后都有(yǒu)哪些科技秘密呢？王晨举起(jǔqǐ)胳膊，邀请现场的小朋友一起感受肩膀、手肘、手腕的运动方式，可以屈伸、可以环绕……孩子们争先恐后地说出答案。“没错，刚才我们感受的就是外骨骼机器人的关节设计原理，通过神经-肌肉-骨骼仿生学设计，可以确保人机交互中的稳定协调。比如肩关节通常设计有3个(gè)自由度，有内收(nèishōu)/外展、旋内(xuánnèi)/旋外、伸展(shēnzhǎn)/屈曲，肘关节设计有伸展/屈曲1个自由度，腕关节设计有3个自由度。”除了(le)(chúle)机械结构外，王晨还详细介绍了外骨骼机器人灵敏的感知系统、高功率的动力系统以及能实时决策的控制中枢。 真正投入使用的(de)机器人(jīqìrén)，还需要科研工作者参与大量的临床试验(línchuángshìyàn)，收集患者的生理数据以及跟进医患反馈，在(zài)此基础上不断进行系统优化迭代。王晨介绍道，临床试验已经占到(dào)她工作内容的30%，在医疗机器人团队里，面向人民生命健康不是一句口号，而是使命，更是担当。 “在未来，大家想设计一款怎样的(de)外骨骼机器人(jīqìrén)呢？”活动最后，王晨(wángchén)(wángchén)开放性的问题(wèntí)，让孩子们陷入了沉思，好像从没(cóngméi)想过这个问题。但在互动环节，在小朋友和家长们热情提问中，这颗小小的科技种子，好像种到了小朋友的心里。王晨表示，希望通过这期的分享，能使孩子们对外骨骼机器人有进一步的了解，也希望引发孩子们继续探索的兴趣。 “领创少年(shàonián)大讲堂”是京报(jīngbào)集团专门为6-15岁青少年打造的科技讲堂，目前已举办四十余(sìshíyú)期线下活动。未能参加的家长和孩子，可关注视频号“北京深读(shēndú)空间”，收看讲堂精彩片段。接下来，大讲堂将持续推出更多优质活动，助力孩子们的科学梦。 @家长们，如果您的孩子也是小小“科学迷”，可持续关注领创少年大讲堂，后续更多(duō)的主题活动将在“北京深读”公众号(hào)陆续发布。