经过近两年的研发,中国科学院深圳先进技术研究院下肢外骨骼机器人项目取得重大的突破,日前成功实现截瘫病人穿戴机器人站立行走,向产业化应用迈出关键一步。
我国脊髓损伤患者以及行走不便患者数量较大并呈逐年上升趋势,其中包括偏瘫、截瘫病患以及行走不便的老人,使得助老助残问题日益成为一个重大的社会问题,但目前的一些康复设备无法满足这一巨大的需求。
针对这一社会问题,先进院集成所智能仿生中心吴新宇研究员团队经过两年多的技术攻关和临床实验,研发出一款可穿戴式下肢康复用外骨骼机器人。该机器人采用小型化的动力系统及欠驱动机械结构,运用安全可靠的柔性控制来实现外骨骼机器人稳定的步态,从而实现一位看护照看多个病人、同步记录病人生理状态、穿戴简便省时省力、训练可因地制宜等多个优势。与国内外同类型机器人相比,先进院外骨骼机器人具有结构紧凑、多控制模式、智能步态规划、康复训练与残障人士助力行走兼顾的特色。
康复用下肢外骨骼机器人是集成机械、电子、计算机、人工智能等技术于一身的复杂智能系统,是一个极具挑战性的项目。项目团队在两年时间里先后研制出两代机器人样机:第一代样机能够较好地根据实际环境要求调整步态,但还无法很好地实现病患的穿戴行走,其原因在于病患与正常人行走步态的区别以及缺乏临床实验。在第二代样机中,为了能够解决这些问题,项目组成员通过大量的临床实验进行了多方面改进,基于康复机理设计出科学的步态规划。
截瘫病人穿戴外骨骼机器人站立行走
到目前为止该项目已申请7项国家发明专利,发表多篇高质量论文,参加两届高交会机器人展,被中央电视台等多家媒体重点报道。
吴新宇研究员简介:
中科院深圳先进院集成所智能仿生中心研究员,Email:xy.wu@siat.ac.cn
研究方向:服务机器人,智能视频监控系统
吴新宇,博士生导师,研究员,深圳先进技术研究院集成所所长助理,智能仿生中心副主任,广东省机器人与智能系统重点实验室副主任,广东省机器人产业技术创新联盟副秘书长。于中国科学技术大学获得工学学士和硕士学位,博士毕业于香港中文大学。2004年到2005年在香港中文大学机械与自动化系先进机器人实验室从事机器人研究工作。2006年4月,他作为所长助理参加了深圳先进技术研究院集成所的筹建工作,并协助创建了智能仿生中心。作为项目负责人主持了包括科学院知识创新工程重要方向项目“管家机器人”(302.5万)、国家自然科学基金,深圳基础研究重点和深圳公共科技项目在内的多个项目,作为课题负责人或子课题负责人先后承担了科技部国际合作项目“智能家庭服务监控机器人”(210万,已通过验收),深港创新圈项目“智能机器人模块化技术及应用”等10余个项目。协助组织成立了中国第一个机器人协会“深圳机器人协会”,组织筹集广东省机器人产学研创新联盟,并和多家机器人企业展开产学研合作。近五年来在机器人领域国际一流期刊和会议上发表论文50余篇,出版英文专著“Intelligent Surveillance Systems”,申请国家专利和国际专利15项。担任了包括IEEE Trans. on Automation ScienceandEngineering、IEEE Trans. on Industry Applications在内的多家国际学术期刊审稿人,和多个国际学术会议的程序委员会委员。
获奖及荣誉:
主持研制了世界上首台融合视频和声音异常监测的监控机器人(科技部国际合作项目);国际上首次提出基于平行设计的锡膏印刷质量三维检测系统,该系统可直接安装在现有的普通锡膏印刷机上,成果发表在IEEE/ASME Transactions on Mechatronics上;在智能视频监控领域,率先提出基于人群能量的异常检测方法,并采用智能学习的方法能够检测未知的异常行为,主要成果形成的英文专著“Intelligent Surveillance Systems”(173页)已经被springer接收。所研制的监控机器人,餐饮服务机器人和跳舞机器人在内的多个可产业化服务机器人样机,获得历年高交会优秀产品奖和成果转化优秀项目; 指导学生参加获得2008 IEEE ICAL会议最佳论文finalist奖和第7届WCICA会议最佳学生论文finalist奖。
(本文整理自中科院网站http://www.cas.cn/)
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