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外骨骼機器人助你“一臂之力”

時間：2025-06-10 14:57:39 北京日報客戶端 2

從春晚“賽博秧歌”人形機器人的驚艷亮相，到“天工Ultra”在亦莊半程馬拉松暨人形機器人半程馬拉松中奪冠，再到宇樹G1機器人參與了全球首個人形機器人格斗賽。人形機器人正不斷突破技術(shù)邊界，其中也在醫(yī)療領(lǐng)域取得了亮眼的成績。

6月7日，中國科學(xué)院自動化研究所的副研究員王晨來到領(lǐng)創(chuàng)少年大講堂，分享外骨骼機器人的奇妙世界，讓孩子們對機器人科學(xué)領(lǐng)域有了更加深度的了解。

“小朋友們在日常生活中見過這些機器人嗎？”王晨借助掃地機器人、服務(wù)機器人等常見機器人類型，引發(fā)孩子們對機器人概念的思考，從而引出了外骨骼機器人的起源以及目前應(yīng)用的三大領(lǐng)域，分別是：工業(yè)外骨骼，專注于提升作業(yè)效率，用于長時間作業(yè)或者輔助重物搬運；軍事外骨骼，為提升士兵戰(zhàn)場作戰(zhàn)能力而設(shè)計，提供負(fù)重支持和戰(zhàn)場防護；醫(yī)療康復(fù)外骨骼，用于輔助功能障礙患者進行康復(fù)訓(xùn)練，提升康復(fù)治療效果。

外骨骼機器人如何幫助病患做復(fù)健的呢？一段影片帶大家進入到了醫(yī)療康復(fù)的世界?；颊咴诳纱┐魇酵夤趋罊C器人輔助下，自主地進行運動功能恢復(fù)，醫(yī)生在旁邊借助傳感設(shè)備數(shù)據(jù)掌握康復(fù)進程……原來，醫(yī)療康復(fù)外骨骼早已投入到臨床使用階段，影片中的患者也表達了對外骨骼機器人技術(shù)的感謝。王晨介紹道，機器人除了仿生學(xué)機械輔助支撐、肢體運動控制強化外，還有一定的心理康復(fù)支持作用。

外骨骼機器人背后都有哪些科技秘密呢？王晨舉起胳膊，邀請現(xiàn)場的小朋友一起感受肩膀、手肘、手腕的運動方式，可以屈伸、可以環(huán)繞……孩子們爭先恐后地說出答案。“沒錯，剛才我們感受的就是外骨骼機器人的關(guān)節(jié)設(shè)計原理，通過神經(jīng)-肌肉-骨骼仿生學(xué)設(shè)計，可以確保人機交互中的穩(wěn)定協(xié)調(diào)。比如肩關(guān)節(jié)通常設(shè)計有3個自由度，有內(nèi)收/外展、旋內(nèi)/旋外、伸展/屈曲，肘關(guān)節(jié)設(shè)計有伸展/屈曲1個自由度，腕關(guān)節(jié)設(shè)計有3個自由度。”除了機械結(jié)構(gòu)外，王晨還詳細(xì)介紹了外骨骼機器人靈敏的感知系統(tǒng)、高功率的動力系統(tǒng)以及能實時決策的控制中樞。

真正投入使用的機器人，還需要科研工作者參與大量的臨床試驗，收集患者的生理數(shù)據(jù)以及跟進醫(yī)患反饋，在此基礎(chǔ)上不斷進行系統(tǒng)優(yōu)化迭代。王晨介紹道，臨床試驗已經(jīng)占到她工作內(nèi)容的30%，在醫(yī)療機器人團隊里，面向人民生命健康不是一句口號，而是使命，更是擔(dān)當(dāng)。

“在未來，大家想設(shè)計一款怎樣的外骨骼機器人呢？”活動最后，王晨開放性的問題，讓孩子們陷入了沉思，好像從沒想過這個問題。但在互動環(huán)節(jié)，在小朋友和家長們熱情提問中，這顆小小的科技種子，好像種到了小朋友的心里。王晨表示，希望通過這期的分享，能使孩子們對外骨骼機器人有進一步的了解，也希望引發(fā)孩子們繼續(xù)探索的興趣。

“領(lǐng)創(chuàng)少年大講堂”是京報集團專門為6-15歲青少年打造的科技講堂，目前已舉辦四十余期線下活動。未能參加的家長和孩子，可關(guān)注視頻號“北京深讀空間”，收看講堂精彩片段。接下來，大講堂將持續(xù)推出更多優(yōu)質(zhì)活動，助力孩子們的科學(xué)夢。

@家長們，如果您的孩子也是小小“科學(xué)迷”，可持續(xù)關(guān)注領(lǐng)創(chuàng)少年大講堂，后續(xù)更多的主題活動將在“北京深讀”公眾號陸續(xù)發(fā)布。