在未來,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)智過人》播出,一位癱瘓了12年的綿陽女警黃曼,就通過意念控制,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,這款通過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,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)車禍,讓綿陽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,生活無法自理。而多家醫(yī)院給出的診斷為:她此生已經(jīng)無法站立行走。
雖然她當(dāng)時(shí)的丈夫,因?yàn)榉N種原因選擇了離開。但是,樂觀的黃曼沒有放棄生活,更沒有放棄自己。她自學(xué)了心理咨詢師,在2008年四川地震時(shí)搖著輪椅來到受災(zāi)現(xiàn)場(chǎng),為當(dāng)?shù)厝罕娬归_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,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?,由機(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,通過對(duì)驅(qū)動(dòng)源信號(hào)進(jìn)行解碼與重新編碼,來實(shí)現(xiàn)外圍設(shè)備的控制。說得直白一點(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,通過無數(shù)次的嘗試和努力,加強(qiáng)訓(xùn)練的黃曼終于通過意念控制外骨骼機(jī)器人站了起來,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余位患者試用過外骨骼機(jī)器人。”程洪介紹,目前的第四代機(jī)器人,可通過傳感器感知人體的運(yùn)動(dòng)意圖,然后把信息迅速傳遞給計(jì)算機(jī),并通過控制模塊傳達(dá)命令行走。程洪說,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,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)。