外骨骼机器人助你“一臂之力”

从春晚“赛博秧歌(yānggē)”人形机器人的惊艳亮相，到“天工Ultra”在亦庄半程马拉松(mǎlāsōng)暨人形机器人半程马拉松中夺冠，再到宇树G1机器人参与了(le)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，其中也在医疗(yīliáo)领域取得了亮眼的成绩。 6月(yuè)7日，中国科学院自动化研究所的副研究员王晨来到领创少年大讲堂，分享外骨骼机器人(jīqìrén)的奇妙(qímiào)世界，让孩子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(rìchángshēnghuó)中见过这些机器人(jīqìrén)吗(ma)？”王晨借助扫地(sǎodì)机器人、服务机器人等常见机器人类型，引发(yǐnfā)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应用的三大(sāndà)领域，分别是：工业外骨骼，专注于提升作业(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；医疗康复外骨骼，用于辅助功能障碍患者进行康复训练，提升康复治疗效果。 外骨骼机器人如何帮助病患做复健的呢？一段(yīduàn)影片带大家进入(jìnrù)到了医疗康复的世界。患者在可穿戴式外骨骼机器人辅助下，自主地(dì)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……原来，医疗康复外骨骼早已投入到临床使用阶段(jiēduàn)，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)机械辅助支撑(zhīchēng)、肢体运动控制强化外，还有一定的心理康复支持作用。 外骨骼机器人背后(bèihòu)都有(yǒu)(yǒu)哪些科技秘密呢？王晨举起胳膊，邀请现场的小朋友一起(yìqǐ)感受肩膀(jiānbǎng)、手肘、手腕的运动方式，可以屈伸、可以环绕……孩子(háizi)们争先恐后地说出(shuōchū)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(zhōng)的稳定协调。比如肩关节通常设计有3个自由度，有内收/外展、旋内/旋外、伸展/屈曲，肘关节(zhǒuguānjié)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，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，临床试验已经占到她工作内容的30%，在医疗机器人团队里，面向人民生命(shēngmìng)健康(jiànkāng)不是一句口号，而是使命，更是(gèngshì)担当。 “在未来，大家想设计一款怎样的(de)外骨骼机器人呢？”活动最后，王晨开放性的问题，让孩子(háizi)们陷入了沉思，好像从没想过(xiǎngguò)这个问题。但在互动环节，在小朋友(xiǎopéngyǒu)和家长们热情提问中，这颗(zhèkē)小小的科技种子，好像种到了小朋友的心里。王晨表示，希望(xīwàng)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。 “领创少年大讲堂”是京报集团专门为6-15岁青少年打造的科技(kējì)讲堂，目前(mùqián)已(yǐ)举办四十余期线下活动。未能参加的家长和孩子(háizi)，可关注视频号“北京深读空间”，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(jiāzhǎng)们(men)，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，后续更多的主题活动将在“北京深读”公众号陆续发布。