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外骨骼机器人助你“一臂之力”

IP属地 北京 编辑:钟景轩 千龙网 时间:2025-06-10 00:01:08

从春晚“赛博秧歌”人形机器人的惊艳亮相,到“天工Ultra”在亦庄半程马拉松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,其中也在医疗领域取得了亮眼的成绩。

6月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,分享外骨骼机器人的奇妙世界,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中见过这些机器人吗?”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应用的三大领域,分别是:工业外骨骼,专注于提升作业效率,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?一段影片带大家进入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,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,机器人除了仿生学机械辅助支撑、肢体运动控制强化外,还有一定的心理康复支持作用。

外骨骼机器人背后都有哪些科技秘密呢?王晨举起胳膊,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个自由度,有内收/外展、旋内/旋外、伸展/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。

真正投入使用的机器人,还需要科研工作者参与大量的临床试验,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外骨骼机器人呢?”活动最后,王晨开放性的问题,让孩子们陷入了沉思,好像从没想过这个问题。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。

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